氮化铝粉末特性对氮化铝-氮化硼复合陶瓷结构和性能的影响

以比表面积为4.26m2/g、氧含量(质量分数,下同)为O.98%和比表面积为17.4m2/g、氧含量为1.69%的2种AlN粉末为原料,用无压烧结工艺制备氮化铝氮化硼(A1N-15BN,BN为15%)复合陶瓷,研究了A1N粉末对复合陶瓷显微结构和性能的影响.结果表明:A1N粉末对复合陶瓷的致密化过程以及陶瓷的性能有重要影响.由于高比表面积A1N粉末的烧结活性好,AlN-15BN复合陶瓷的烧结致密化温度主要集中在1500～1650℃之间.在1650℃烧结3h后,A1N-15BN复合陶瓷的相对密度可达95.6%,热导率为108.4W/(m·K),硬度HRA为72.继续升高烧结温度,A1N-15BN复合陶瓷的致密度变化不大,热导率升高,硬度下降.在1850℃烧结后,A1N-15BN复合陶瓷的热导率为132.6W/(m·K),Rockwell硬度(HRA)为64.2.低比表面积的AIN粉末所制备的A1N-15BN复合陶瓷的致密化过程主要发生在1650～1800℃间.在1850℃烧结3h,制备出A1N-15BN复合陶瓷的相对密度为86.4%,热导率为104.2W/(m·K),HRA为56.2.     

SPS制备MgO-Y2O3复相陶瓷及其性能研究

与单相的MgO和Y2 O3陶瓷相比,MgO-Y2 O3复相陶瓷具有更高力学性能的同时兼具良好的红外透过性,可以满足在极端条件下使用红外窗口材料的要求.本文分别采用沉淀法和软模板法制备了高比表面积的MgO和Y2 O3粉体,通过球磨将两种粉体混合均匀,利用SPS制备得到了复相陶瓷.主要探索了不同烧结温度对陶瓷微观结构、致密度、力学、热学及光学性能的影响.研究结果表明,复相陶瓷的最佳烧结温度为1200℃,密度达到完全致密,透过率最高为51％(4.17μm),硬度为10.31 GPa,断裂韧性为2.54 MPa·m1/2,杨氏模量为248 GPa,MSP强度为129 MPa以及室温热导率为15.57 W/(m·K).     

叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷

以微米级Al2O3粉料为原料,叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备了氧化铝多孔陶瓷,并研究了Al2O3浆料的固相体积分数(分别为8%、10%、13%和15%)对1 500℃保温2 h烧后氧化铝多孔陶瓷的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率和显微结构的影响.结果表明:当Al2O3浆料的固相体积分数从8%增加到15%时,氧化铝多孔陶瓷烧结体的总气孔率从71.2%逐渐降低至61.2%,气孔平均孔径从1.0 μm逐渐减小至0.78 μm,耐压强度从16.0 MPa逐渐增大至45.6 MPa,而热导率从1.03 W·(m·K)-1逐渐增大至1.83W·(m·K)-1.     

MgAl2O4掺杂对ZTA-MgAl2O4复相陶瓷力学及热学性能的影响

以Al_2O_3、Zr O_2、MgO为初始粉末,采用放电等离子体烧结(SPS)制备ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷,研究MgAl_2O_4掺杂对ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷微观结构,力学及热学性能的影响。结果表明:ZTA-MgAl_2O_4复相陶瓷物相包括α-Al_2O_3、t-Zr O_2和MgAl_2O_4,烧结过程中MgO与Al_2O_3完全反应生成MgAl_2O_4;随MgAl_2O_4添加量增加,复相陶瓷Vickers硬度由21 GPa逐渐降低至17.5 GPa;而断裂韧性及抗弯强度呈现先增大后减小的趋势,当MgAl_2O_4添加量为15%(体积分数)时,断裂韧性和弯曲强度达到最大值,分别为8.55 MPa·m~(1/2)和1 056 MPa;此外,相同测试温度下复相陶瓷热导率随MgAl_2O_4添加量的增加逐渐减小,如温度为50℃时复相陶瓷热导率由18.5 W/(m·K)逐渐降低到14.3 W/(m·K)。     

低热导率磷酸锆结合氮化硅多孔陶瓷的制备

采用无压烧结工艺制备ZrP2O7结合Si3N4多孔陶瓷,研究了孔隙率对材料抗弯强度和热导率的影响.结果表明:当孔隙率为20％q3％时,热导率为0.4～1.9 W/(m·K);当孔隙率为20％时,热导率下降至1.9 W/(m·K),但力学性能并没有明显降低.当Effective Medium Theory模型的比例系数为0.3、Maxwell-Eucken2模型的比例系数为0.7时,计算所得热导率与实验结果相符.     

二氧化锡基热电陶瓷的制备及性能

以Sn O2和Ba CO3为主要原料,以Na2CO3、Y2O3以及Sb2O3为外加剂,采用热压烧结方法制备了二氧化锡基热电陶瓷样品。探讨了不同添加剂对二氧化锡基热电陶瓷样品热性能的影响规律。结果表明:当热压烧结温度为1400℃,实验制备的二氧化锡基热电陶瓷样品的性能最好,其电导率为193.2Ω-1·cm-1,电阻率为0.042Ω·m,seebeck系数为-185.6μV/K,热导率为5.1 W/(m·K)。     

低热导率磷酸锆结合氮化硅多孔陶瓷的制备（英文）

采用无压烧结工艺制备Zr P2O7结合Si3N4多孔陶瓷,研究了孔隙率对材料抗弯强度和热导率的影响。结果表明:当孔隙率为20%~43%时,热导率为0.4~1.9 W/(m·K);当孔隙率为20%时,热导率下降至1.9 W/(m·K),但力学性能并没有明显降低。当Effective Medium Theory模型的比例系数为0.3、Maxwell-Eucken 2模型的比例系数为0.7时,计算所得热导率与实验结果相符。     

Ca_3Co_4O_9陶瓷的热传输特性(英文)

采用溶胶-凝胶法,结合常压烧结工艺制备了Ca3Co4O9陶瓷.通过热重-差示扫描量热法(thermogravimetric-differential scanning calorimetry,TG-DSC)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)等测试手段探讨了Ca3Co4O9陶瓷的形成过程,分析了不同工艺参数对Ca3Co4O9陶瓷显微结构及性能的影响,研究了晶粒尺寸与热传输性能之间的关系.结果显示:Ca3Co4O9为取向无规则层片状结构,当煅烧温度为750～900℃时,能得到纯相Ca3Co4O9,Ca3Co4O9陶瓷的热导率(k)较低,且随着温度的升高而逐渐增大.晶粒尺寸的减小对其晶格热导率(k1)影响显著,当平均晶粒由92 nm减小到63 nm时,k1由1.529 W/(m·K)减小到0.959 W/(m·K),但对载流子热导率(kc)的影响很小.Ca3Co4O9陶瓷的k随晶粒尺寸的减小而降低,主要是由于kl随晶粒尺寸的减小而降低所致.     

Y_2O_3掺杂对La_2Zr_2O_7陶瓷结构与热物理性能的影响

用Y2O3掺杂La2Zr2O7制备(La1–xYx)2Zr2O7(x=0,0.1,0.2,x为摩尔分数)陶瓷材料,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光导热仪以及热膨胀仪分别对其物相结构、显微形貌、热导率及热膨胀性能进行表征。结果表明,(La1–xYx)2Zr2O7为立方烧绿石结构,显微结构致密,在室温至1 450℃范围内具有良好的高温相稳定性。La2Zr2O7掺杂小离子半径Y3+可提高其热膨胀系数(x=0.2),降低热扩散系数,并在高温下表现出类似于玻璃的超低热导率。1 000℃时,La1.6Y0.4Zr2O7的热导率为1.28 W/(m·K),平均热膨胀系数达到9.7×10–6/K。     

一种低热导率氧化铝陶瓷及其制备方法

正本发明公开了一种低热导率氧化铝陶瓷,由以下按照重量份的原料组成:氧化铝粉80~85份、紫木节6~10份、高岭土10~13份、碳酸钡2~5份、纳米氧化钼4~8份、聚乙烯缩丁醛3~5份、异丙醇铝22~26份。本发明还提供了所述低热导率氧化铝陶瓷的制备方法。本发明制备的低热导率氧化铝陶瓷的热导率为6.8~7.6 W/(m·K),抗压强度为296~325 MPa,热导率低且抗压强度高,其导热