凝胶-发泡法制备多孔Al2O3陶瓷及其力学性能

以无毒琼脂糖为单体,十二烷基磺酸钠为发泡剂,MgO+TiO_2为烧结助剂,利用凝胶注模及无压烧结工艺制备Al_2O_3多孔陶瓷。研究了发泡剂含量和固相含量对Al_2O_3多孔陶瓷显微结构和力学性能的影响规律以及琼脂糖凝胶体系的固化机理。结果表明:冷却过程中随温度下降,琼脂糖通过形成三维网状结构使陶瓷粉体原位固化;十二烷基磺酸钠具有较好的发泡性能及稳泡性能,适量的固相含量和发泡剂含量有助于制备高气孔率及适中抗压强度的多孔陶瓷; Al_2O_3多孔陶瓷的气孔率最高达到85. 2%。     

凝胶注模成型工艺制备羟基磷灰石陶瓷

采用凝胶注模成型工艺成功地制备出羟基磷灰石(HAp)陶瓷,研究了单体、引发剂用量及固相含量等因素对坯体强度的影响.结果表明,由单体含量为2%(质量分数)、引发剂加入量为5%(质量分数)、固相含量为60%(质量分数)的浆料凝胶注模而成的坯体强度最高(>31MPa).SEM形貌分析表明,经凝胶注模工艺制备的陶瓷,其结构均匀并有较高的气孔率;颗粒与颗粒之间的有机物粘连是获得高强度坯体的主要原因.     

凝胶注模成型制备医用多孔钛植入材料及其性能

应用一种新的近净成型技术——凝胶注模成型技术，成功制备大尺寸、复杂形状医用多孔钛人造骨替代材料，并研究了凝胶注模成型工艺参数对浆料流动特性、坯体强度及烧结体孔隙、力学性能的影响。研究结果表明：预混液中有机单体的浓度、单体／交联剂比例以及固相含量是决定钛粉浆料表观粘度、Gelcasting坯体强度的重要参数；对于医用多孔钛植入材料的凝胶注模成型工艺，适合的顸混液单体浓度为30％（质量分数），单体，交联剂比例为120：1，浆料固相含量为34％（体积分数）；1100℃保温1．5h是凝胶注模成型多孔钛较为适合的烧结工艺路线；所制得孔隙度46．5％、开孔隙度40．7％多孔钛的抗压强度158．6MPa、弹性模量8．5GPa，与自然骨基本匹配，适合作为人造骨替代材料。     

HEMA-TBA凝胶体系制备多孔氧化铝陶瓷

采用HEMA-TBA凝胶体系制备具有高气孔率, 高强度的多孔氧化铝陶瓷, 研究多孔氧化铝陶瓷的浆料和坯体制备工艺, 并系统研究了分散剂含量和固相体积分数对浆料粘度和悬浮稳定性的影响、干燥和单体含量对生坯性能的影响以及固相体积分数和烧结温度对烧结体微观结构的影响。结果表明: 加入柠檬酸可以使浆料粘度降低, 稳定性提高, 柠檬酸加入量达到2wt%后浆料粘度和稳定性趋于稳定; 固相体积分数的增加会导致浆料粘度和稳定性的增加; 生坯在干燥过程中的收缩比水基体系小很多, 干燥时间也相对更短; 单体含量对生坯强度影响较大, 当单体含量为25wt%时, 生坯强度较高; 通过选择不同的固相体积分数和烧结温度, 可以有效地控制烧结体的微观结构, 气孔率的变化范围在40%~65%, 同时烧结体强度也会随之发生变化, 变化范围在5.7~91.2 MPa。     

离心凝胶注模技术制备梯度ZrO_2/HA复合材料

采用离心-凝胶注模成型技术制备梯度ZrO2/HA复合材料,研究浆料固相含量、ZrO2含量对浆料粘度的影响。观察ZrO2/HA浆料的凝胶固化过程,分析离心成型工艺参数对ZrO2/HA生坯密度梯度的影响。观察烧结产物的显微组织并对复合材料的力学性能进行测试。结果表明,浆料固相含量为40%(质量分数),ZrO2含量为15%(质量分数)时,ZrO2/HA浆料粘度为223.5mPa·s,具有良好的分散性。当催化剂含量为1.5%(质量分数)和引发剂含量均为0.6%(质量分数)时,起始凝胶和终止固化时间与离心成型工艺相匹配。当在1 500r/min的转数下离心10min后,离心-凝胶注模成型所得生坯具有良好的密度梯度,经1 200℃烧结2h后试样顶部、中部和底部中ZrO2形成良好的梯度。当ZrO2含量为15%(质量分数)时,复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值84.2 MPa和1.76MPa·m1/2,比基体提高了159.8%和117.2%。     

较大规格SnO_2坯体的凝胶注模成型及抑制其卷曲变形的工艺研究

在凝胶注模成型制备平板状陶瓷坯体的过程中,坯体在固化后极易发生卷曲变形,严重制约了该技术在平板陶瓷成型领域的应用。本文使用SnO2粉体,通过制备高固含量、低粘度的浆料,并在此基础上改变凝胶注模成型工艺中固化剂的引入方式,从而制备出较大规格无卷曲变形的平板SnO2坯体。     

凝胶注模成形法制备多孔铝及其性能研究

为了开发多孔铝制备新工艺与提高性能,采用凝胶注模法制备了形状较复杂的多孔铝。探讨了固相含量和烧结温度对多孔铝的密度、孔隙率、显微结构及力学性能的影响。结果表明,随固相含量的增加,烧结体密度随之增大,抗压缩性能提高;在不添加烧结助剂的条件下,680℃为最佳烧结温度。制得的多孔铝为开孔结构,孔隙率在34%～53%间可调,平均孔径3.82μm,抗压强度76.8MPa,比表面积0.12m2/g。     

氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺的研究

探讨了陶瓷凝胶注模成型的机理和特点,研究了固相体积含量、pH值、分散剂等对制备低粘度、高固相体积含量的氧化铝陶瓷悬浮液的影响.实验结果表明,固相体积分数为55%,浆料的粘度可以满足注模的需要时坯体抗弯强度可达30MPa.控制pH值为9左右,加入8%(质量分数)的PMAA-NH4分散剂,可制得粘度低、流动性好适宜于复杂形状制品注模的陶瓷浆料.     

复杂结构的压电陶瓷成型工艺研究

快速成型和凝胶注模的有机结合是制备复杂结构陶瓷体的有效方法,该工艺的关键是制备高固相、低黏度的注模浆料.采用快速成型和凝胶注模制备复杂结构的PMN-PZT压电陶瓷,重点讨论了分散剂、浆料pH值和球磨时间对注模浆料黏度的影响,并对该工艺和传统模压成型工艺制备的样品进行了形貌分析和电学性能测定.结果表明:当分散剂用量在0.9%~1.1%,pH值为10.5~11.5,球磨时间为8 h时,可以制备出固相含量为55%,黏度小于1 Pa.s的压电陶瓷浆料.使用该浆料制备的复杂结构压电陶瓷体与模压成型工艺相比,显微结构均匀致密、晶粒大小与晶界分布均匀,气孔率更小,电学性能更均匀.     

低毒的丙烯酸羟乙酯聚合体系凝胶注模成型Al2O3陶瓷

凝胶注模成型技术由于使用了具有神经毒性的单体-丙烯酰胺在一定程度上限制了其在工业上应用。本实验利用低毒的甲基丙烯酸羟乙酯凝胶注模成型Al2O3，研究了在该体系下低粘度高固相体积分数浓悬浮体的流变性及其固化过程。对比研究了JN281和柠檬酸铵两种分散剂对Al2O3浆料流变特性的影响，结果表明：对于该新体系JN281比常用的柠檬酸铵更有效。加入适量JN281可得到低粘度的高固相含量（≥50%）的陶瓷浆料。由新体系凝胶注模得到的素坯表面光滑，强度可达18MPa，SEM照片显示素坯具有均匀的显微结构，最终可烧结出均匀致密内部无明显缺陷的陶瓷部件。     

VLE data for CO2-CF2Cl2, N2-CO2, N2-CF2Cl2 and N2-CO2-CF2Cl

Knowledge about vapour-liquid (VLE) is required as a basis of reliable calculations for separation processes. Correlations available for the prediction of T, p, x, y data are less accurate for mixtures at high pressures and mixtures containing supercritical components. The results of VLE experiments are reported and compared with data calculated with equations of state.     

Preparation of ZrO2-CeO2 and HfO2-CeO2 nanopowders

We prepared weakly agglomerated powders of ZrO₂-CeO₂ and HfO₂-CeO₂ solid solutions 5–8 nm in particle size, consisting of monoclinic and tetragonal phases. After heat treatment at 1200°C, the crystallite size was 30 and 14 nm, respectively. We also examined the effect of precipitate freeze drying on the crystallization of hafnia-based solid solutions containing up to 20 mol % CeO₂.     

Thermal diffusion in binary mixtures H2-CCl2F2 and H2-CHClF2

Thermal diffusion coefficients were measured in two gaseous mixtures, in which one component was close to the critical temperature, in the pressure range (19.6–127.4)·10⁴ N/m² and at a freon concentration of 0.25–0.8.     

Comparison of the Electronic Structures of La2CuO4, Sr2CuO2Cl2, and Sr2CuO2F2

First-principles cluster calculations are reported of the local electronic structure of the three compounds: La₂CuO₄, Sr₂CuO₂Cl₂, and Sr₂CuO₂F₂. The copper ${\text{3d}}_{x^2 - y^2 } $ and the planar oxygen 2p _σ atomic orbitals exhibit a similar degree of covalency. The out-of-plane orbitals, however, are quite different with the ${\text{3}}d_{3z^2 - r^2 } $ atomic orbital lowered significantly in energy for chlorine and fluorine apical positions.     

Radial GRIN glasses in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems

A series of GRIN glass rods have been developed in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems. Negative radial refractive index profiles were generated by exchanging Na+ for Li+ ions in these glass rods. It has been observed that TiO2 plays a vital role in increase in the profile depth and maximum change in the refractive index because of its ambivalent nature. Change in the refractive index can be further increased by increasing the concentration of exchanging cation in the base glass.     

Elastic and Electronic Properties of Superconducting CaPd 2 As 2 and SrPd 2 As 2 vs. Non-superconducting BaPd 2 As 2

The first-principles calculations were performed to predict the elastic and electronic properties of the superconducting ThCr₂Si₂-type phases CaPd₂As₂ and SrPd₂As₂ in comparison with the non-superconducting CeMg₂Si₂-type phase BaPd₂As₂. Besides, the same properties were compared for CeMg₂Si₂- and ThCr₂Si₂-type polymorphs of BaPd₂As₂. We found that all these phases are mechanically stable and belong to soft materials with low hardness. The near-Fermi region is formed by the valence states of the blocks [Pd₂As₂] with decisive contributions of Pd 4d states. The values of N(E _F) increase in the sequence: CaPd₂As₂ < SrPd₂As₂ < BaPd₂As₂, i.e. in the reverse sequence relative to the transition temperatures T _C. Thus, the change in T _C cannot be explained by the electronic factor, i.e. by the simple correlation T _C～N(E _F). Most likely the decrease in T _C in the sequence CaPd₂As₂ → SrPd₂As₂ and the absence of a superconducting transition in BaPd₂As₂ are related to the structural factors and the peculiarities of the electron–phonon coupling mechanism.     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O