La_2O_3掺杂对金属陶瓷显微结构与性能的影响

采用冷压烧结技术制备La2O3掺杂17Ni/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极材料,研究了La2O3掺杂对材料显微结构、烧结致密化、抗高温氧化性能及耐熔盐腐蚀性能的影响。结果表明:La2O3与陶瓷相反应生成FeLaO3相,活化了NiFe2O4晶格,促进材料的烧结致密化。适量掺杂La2O3可减少氧化膜及氧化层孔洞产生,防止出现氧化膜裂纹,提高抗高温氧化性能。La2O3掺杂的金属陶瓷通过与外界熔盐生成稳定、致密的腐蚀反应层,使基体材料得到保护,减缓腐蚀速率。La2O3掺杂量为1.0%时,腐蚀速率仅为1.336 7×10--3 g/(cm2·h)。     

Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能的影响

研究了Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能(高温抗折强度和抗热震性)的影响,并研究了这些性能与物相组成和显微结构间的关系.结果表明:Y2O3在Al2O3/ZrO2复合材料中起稳定ZrO2晶型、改善烧结致密化、提高高温抗折强度和抗热震性的作用.当Y2O3添加量为1%时,试样的烧结性能和高温抗折强度较佳,体积密度、显气孔率和线收缩率分别为3.27 g/cm3、21.95%和7.43%,高温抗折强度达29 MPa;抗热震性则在Y2O3添加量为0.5%时较佳,其残余强度保持率为71%.Y2O3对Al2O3/ZrO2复合材料烧结性能和热机械性能的影响与Y2O3/ZrO2固溶体的形成、Al2O3和ZrO2晶体间的结合程度及试样中微裂纹含量密切相关.     

氧化镧掺杂金属陶瓷的制备与性能研究

采用粉末冶金法成功制备了氧化铝基掺杂氧化镧金属陶瓷惰性阳极试样,其中氧化镧的掺杂量分别为总质量的0．5％,1％,2％,3％。分析了成型压力、烧结温度对试样结构的影响,并采用电子扫描电镜对惰性阳极试样的断口微观结构进行分析;对不同氧化镧添加量试样的抗氧化、耐腐蚀等性能进行了研究。     

掺杂MnO2对铁酸镍陶瓷惰性阳极性能的影响

为了提高铝电解惰性阳极材料的性能,尝试在合成铁酸镍陶瓷阳极的过程中掺杂一定量MnO2. 采用高温固相反应法在1200℃下烧结6 h,制备了掺杂MnO2的铁酸镍阳极材料. 对掺杂试样进行X射线衍射分析,并且研究了掺杂MnO2对材料密度、导电性及抗弯强度和抗热震性的影响. 研究结果表明,掺杂MnO2后未形成新相,MnO2与NiFe2O4形成固溶体,Mn4+离子取代了部分Fe3+离子,材料仍是镍铁尖晶石结构;掺杂MnO2后,NiFe2O4的晶格产生畸变,说明MnO2促进了烧结,提高了材料的密度;并且由于Mn4+离子取代Fe3+离子,产生阳离子空位,改善了铁酸镍阳极的导电性. 同时MnO2对改善试样的抗弯强度及抗热震性也有明显作用.     

Y2O3掺杂对Mg0.8Mn0.2Fe2O4结构及红外性能的影响

采用常规固相合成法制备Y2O3掺杂的尖晶石型Mg0.8Mn0.2Fe2O4(MMF)红外辐射材料,借助于X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和红外发射率测试,研究了y3+掺杂对材料的微观结构及红外辐射性能的影响.当Y2O3掺杂量为0.6％(质量分数)时,镁锰铁氧体性能最优,在3～5 μm和8～12 μm波段的红外发射率分别达到0.869和0.948.     

掺杂Y2O3对钛酸锶钡陶瓷微观结构和介电性能的研究

用固相法制备了制备Ba0.75 Sr0.25 TiO3陶瓷.研究发现,当Y2 O3掺杂量在0.8％以内时,样品均为四方钙钛矿结构.同时,适量的Y2O3掺杂有利于提高材料的介电常数,降低材料的介电损耗.当烧结温度为1260℃,Y2O3掺杂量为0.1％时,BST的样品的相对密度为95.4％,介电常数达最大值,为4730,其介质损耗为0.00237.而Y2O3掺杂量为0.6％时样品的高频稳定性较好.     

Cu-NiFe_2O_4金属陶瓷的制备及性能研究

以Cu、NiO、Ni2O3和Fe2O3为原料,采用传统粉末冶金技术,冷压烧结法制备了Cu-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极.对制备工艺中的原料准备,压制成型,烧结过程进行了讨论.并对其导电特性及力学性能进行了研究.结果表明,金属陶瓷材料依然为陶瓷导电性所制约.     

Y2O3透明陶瓷的研究进展

Y2O3透明陶瓷具有优异的光学和热学性能,是一种有较高应用价值的功能材料,现已成为单晶的可替代材料.介绍了Y2O3透明陶瓷的研究进展,阐述了Y2O3透明陶瓷的粉体合成、坯体成型、高温烧结和机械加工的制备工艺,并分析了成型时坯体开裂的原因.     

Y2O3掺杂对Al2O3-SiO2-P2O5系统玻璃结构和析晶性能的影响

采用高温熔融冷淬法制备了Al2O3-SiO2-P2O5（ASP）系统玻璃,用原位晶化法获得了磷酸盐微晶玻璃;用IR、DSC、XRD、SEM等测试方法表征了玻璃结构及析晶性能,讨论了稀土Y2O3掺杂对ASP玻璃结构和析晶性能的影响。结果表明：Y2O3处于ASP的玻璃结构空隙中,起网络修饰体的作用,并未改变玻璃的基本结构,但Y^3＋离子会加强玻璃中P-O^-键的伸缩振动。当Y2O3的掺杂量少于1．5wt％时,随着Y2O3含量的增加,玻璃的稳定性增强,析晶活化能升高;引入量为1．5wt％时,玻璃的稳定性最好,析晶活化能最大,玻璃不易析晶;掺杂量多于1．5wt％时,稳定性开始下降,析晶活化能降低。少量Y2O3掺杂并未改变玻璃析出的晶相种类,析出的主晶相仍为AlPO4,次晶相为Mg3（CO4）2,但玻璃中加入适量的Y2O3会减少次晶相Mg3（PO4）2的析出量。     

Al2O3-M金属陶瓷惰性阳极及铝电解实验

所研制的惰性阳极成分为Al2O3+Y2O3+CeO2+(Fe-Ni+Y)。其中Al2O3和稀土氧化物微米粉经高能球磨细化到50~300 nm的纳米/准纳米级,再与-125μm的Fe-Ni-Y金属粉末混合,进行普通球磨,产出的混合粉经机械压制或冷等静压成型,烧结成为惰性阳极。该惰性阳极在常规冰晶石-氧化铝电解质中接受30h的铝电解实验考察,用电子探针和X射线衍射仪(XRD)对阳极横断面进行结构分析和元素微区分布分析,结果表明:阳极的电阻小于0.5Ω,推算所得的阳极腐蚀速率为14mm/a,电解出的原铝达到Al 99.00标准(GB/T1196—2002)。实验还发现,与微米氧化物金属陶瓷阳极相比,这类纳米/准纳米氧化物金属陶瓷惰性阳极有更佳的可成型性、烧结性、导电性和抗腐蚀性能,压制的成功率在95%以上(而微米氧化物阳极仅在65%左右),且不易产生烧结裂纹等。     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

钕-铝系稀土色料的研制

通过钕-铝系列色料合成实验,分析不同配比及不同矿化剂等对色料呈色效果的影响,确定最佳工艺方法。对实验结果进行XRD及色度分析,确定其主晶相为钕酸铝,试样的明度均在70以上,色彩鲜艳亮丽。     

Phase equilibrium in binary La2O3-Dy2O3 and ternary CeO2-La2O3-Dy2O3 systems

Cerium oxide doped with oxides of rare earth elements is a multifunctional material, a wide range of uses which is associated with its unique physicochemical properties. Phase diagrams of multicomponent systems are the physicochemical basis for the creation of new materials with improved characteristics.In this work, phase equilibria in ternary CeO₂–La₂O₃–Dy₂O₃ and binary La₂O₃–Dy₂O₃ systems in the whole concentration range were studied. No new phases have been identified in these systems. An isothermal section of the phase diagram of the CeO₂–La₂O₃–Dy₂O₃ system at a temperature of 1500 °С is constructed. No new phases have been detected in the system. It was found that in the studied ternary system solid solutions are formed on the basis of (F) modification of CeO₂ with structure of fluorite type, monoclinic (B), cubic (C) and hexagonal (A) modifications of Ln₂O₃.In the La₂O₃–Dy₂O₃ binary system (1500–1100 °С) three types of solid solutions are formed: based on hexagonal modification A-La₂O₃, monoclinic modification B-Dy₂O₃ and cubic modification C-Dy₂O₃ separated by two-phase fields (A+B) and (B+C), respectively. The boundaries of the regions of homogeneity of solid solutions based on A-La₂O₃ are determined by compositions containing 35–40, 20–25, 15–20 mol% Dy₂O₃ at 1500, 1250, 1100 °C, respectively. From the obtained data it follows that the solubility of Dy₂O₃ in the hexagonal modification of lanthanum oxide is 39 mol% at 1500 °C, 23 mol. % at 1250 °C and 16 mol% at 1100 °C. The limits of existence of solid solutions based on monoclinic B-modification are determined by compositions containing 30–35, 65–60 (1250 °С), 35–40, 55–60 (1100 °С) 40–45, 70–75 (1500 °C) mol% Dy₂O₃.In the studied system, with a decrease in temperature from 1500° to 1100°C, there is a decrease in the solubility of La₂O₃ in the crystal lattice of cubic solid solutions of C-type from 16 to 10 mol%.     

Bactericidal Effectiveness of O3, O3/H2O2 and O3/TiO2 on Clostridium perfringens

The purpose of this research is to evaluate the bactericidal capacity of different Advanced Oxidation Treatments (AOTs) based on ozone: ozone, ozone/hydrogen peroxide and ozone/titanium dioxide on a wild strain of Clostridium perfringens, a fecal bacterial indicator in drinking water. The dose of ozone consumed ranges from 0.6 mg L^?1 min^?1 to 5.13 mg L^?1 min^?1 depending on the process and on the sample. In the treatments combined with O₃, H₂O₂ dose utilized is 0.04 mM and TiO₂ dose, 1 g L^?1. In order to evaluate the influence of natural organic matter and suspension solids over the disinfection rate, treatments are performed with two types of water – natural water from Ebro River (Zaragoza, Spain) and NaCl solution 0.9%. To achieve 4 log units of inactivation, 3.6 mg O₃ L^?1 is necessary in O₃ treatment, 4.25 mg O₃ L^?1 in O₃/TiO₂ system and 2.7 mg O₃ L^?1 in O₃/H₂O₂ after processing the natural water. In NaCl solution, to get the same inactivation, 0.42 mg O₃ L^?1 is necessary in O₃ treatment, 1.15 mg O₃ L^?1 in O₃/TiO₂ system and 0.06 mg O₃ L^?1 in O₃/H₂O₂ process. Even though the three treatments studied have a high bactericidal activity due to the number of surviving bacteria decreases to non-detectable levels, O₃/H₂O₂ is the most effective system for eliminating C. perfringens cells in a lower contact time, followed by O₃ and finally O₃/TiO₂ system.     

Fe2O3-MnO-Cr2O3-La2O3系统紫色颜料的制备及表征

采用溶胶均匀共沉淀法于低温下合成了含少量稀土氧化物La2O3的紫色颜料，并采用颜色测定、SEM、XRD等手段对颜料的颜色、检度及结晶构造等进行了表征。     

TNT的O3/H2O2降解规律

利用自制装置,采用连续投加O3、H2O2的方式,研究了O。／H：O：对废水中TNT的降解规律。结果表明,与Oa作用相比,O3／H2O2工艺可显著提高TNT的降解率,还可避免中间产物的形成与积累;在试验研究条件下,H2O2：O3的最优摩尔比为1,最佳初始pH值在11左右,利用缓冲溶液可维持反应体系pH值的稳定,但不利于O3／H2O2功效的发挥,反应适合在常温下进行,尽量避开40℃左右;动力学特征分析表明,O／H2O2降解TNT偏离伪一级反应动力学规律。     

Fe2+/H2O2体系O2生成路径

掌握Fe²⁺/H₂O₂体系O₂的生成路径,可为避免H₂O₂无效分解,开发经济高效的Fe²⁺/H₂O₂体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe²⁺/H₂O₂体系内各种自由基对O₂生成速率的影响,进而确定O₂的生成路径。结果表明:Fe²⁺/H₂O₂体系内不会产生大量O₂^-·,O₂^-·不是生成O₂的主要反应物质;O₂^-·被全部捕获后,体系中仍产生大量O₂^-·,但此时无O₂生成,证明生成O₂的反应由·OH和HO₂·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO₂·-H₂O+O₂是体系内O₂生成的主要路径。控制Fe²⁺/H₂O₂体系定向生成·OH,抑制HO₂·的产生,是提高Fe²⁺/H₂O₂体系中H₂O₂利用率的有效手段。     

R2O对ZnO-Sb2O3-P2O5低熔玻璃性能的影响

借助IR、DTA等研究了碱金属氧化物R2O(R=Li,Na,K)对ZnO-Sb2O3-P2O5低熔玻璃结构及性能的影响。结果表明:不同种类碱金属氧化物的加入对玻璃的磷酸盐网络结构无明显影响,但K2O的引入提高了玻璃的转变温度(Tg)、软化温度(Ts)、析晶倾向和耐水性。R2O取代ZnO后破坏了玻璃的网络结构,导致玻璃的Tg及Ts温度和耐水性的降低,增加了玻璃的析晶倾向。在总碱量不变的条件下,借助混合碱效应,调节Li2O/(Li2O Na2O)摩尔比能够获得Tg及Ts温度更低的玻璃,同时耐水性也有所提高。对玻璃膨胀系数(α)的影响依次为K2O>Na2O>Li2O,且随R2O含量的增加而增加。此外混合碱效应对α的变化无明显影响。