Li_2O和MgO稳定的β″-Al_2O_3

研究了Li_2O、MgO和Li_2O+MgO等添加剂对β″-Al_2O_3的形成、显微结构以及电性能的影响,与MgO相比,Li_2O更有利于β″-Al_2O_3的形成,因而有较高的电导率,但也较易促进晶粒长大。混合添加剂的效应随组成不同而异。过量的添加剂由于沉积在晶界,增加晶界电阻率,从而产生不利影响。     

ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3均匀超细粉末的制备新工艺

本文提出了三种制备ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3均匀超细活性粉末的工艺:锆、钇、铝的混合盐溶液共沉淀法,铃、钇的混合盐溶液在α-Al_2O_3悬浮液内共沉淀(沉淀包裹法)及ZrO_2(Y_2O_3)、α-Al_2O_3活性粉末在无水乙醇内悬浊混合法。同时,对所制粉末的性能进行了研究对比。结果表明共沉淀法和沉淀包裹法所得粉末的烧结试样具有好的显微结构,ZrO_2和Al_2O_3晶粒尺寸小(0.5μm左右)且分散均匀,ZrO_2的四方相分数高(大于95Vol.%);悬浊混合法稍差。沉淀包裹法与混合法1580℃4h的烧结体密度可达理论密度的96%以上,共沉淀法稍低。     

ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3陶瓷结构及介电性能的影响

采用固相烧结法制备Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3+x%ZrO_2(BMZT)微波介质陶瓷,研究了ZrO_2掺杂对Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3(BMT)微波介质陶瓷结构和介电性能的影响。结果表明:陶瓷体系中存在2种相,主晶相Ba(Mg_(1/3)Ta_(2/3))O_3和附加相Ba_(0.5)TaO_3。随着x的增大,陶瓷体系的相结构由六方结构逐渐向立方结构转变,同时有序相由1:2有序结构逐渐向1:1有序结构转变。添加适量的ZrO_2可以促进液相烧结,当x=8时,陶瓷致密化烧结温度由纯相时的1 650℃以上降至1 450℃,表观密度ρ=7.568 g/cm~3,相对理论密度达到99.1%,BMZT体系拥有良好的微波介电性能:相对介电常数ε_r=25.5,品质因数与谐振频率的乘积Qf=137 600 GHz(8GHz),谐振频率温度系数τ_f=0.3×10~(-6)/℃。     

ZrO2—Al2O3系陶瓷复合材料力学性质

本文研究了ZrO_2-Al_2O_3系统陶瓷复合材料的力学性质,发现有两个最佳区域存在:在Al_2O_3基的陶瓷中,添加第二相ZrO_2颗粒可以使Al_2O_3瓷得到增韧和强化;在ZrO_2基的陶瓷中,添加少量Al_2O_3则可以通过Al_2O_3晶粒的裂纹弯曲和分叉增韧,强化ZrO_2的相变增韧,使ZrO_2瓷的强度和断裂韧性得到进一步的提高。适宜地控制YMSZ(Y_2O_3亚稳定ZrO_2)中Y_2O_3和TZP(四方相氧化锆多晶瓷)中的Al_2O_3量,可以获得高韧性和高强度的ZrO_2-Al_2O_3系陶瓷复合材料。     

Al_2O_3含量对ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷流变性能和抗弯强度的影响

采用有机泡沫浸渍法制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷,分析Al_2O_3添加量对泡沫陶瓷显微形貌、相结构、抗弯强度和浆料流变性能的影响,确定制备复相陶瓷的最佳工艺参数。实验结果表明,ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷由m-ZrO_2相、t-ZrO_2相和Al_2O_3相组成;当Al_2O_3的含量为20 wt%时,烧结的陶瓷颗粒致密均匀,陶瓷的抗弯强度最佳,浆料表观粘度增加;增加Al_2O_3的含量到40 wt%,陶瓷出现较多气孔,浆料的表观粘度增加幅度不大;Al_2O_3的添加影响了复相陶瓷的致密性、晶粒尺寸、相结构等因素;制备ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷时,最佳工艺参数为20 wt%Al_2O_3和80 wt%ZrO_2。     

La_2O_3含量对La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂甲烷化性能的影响

采用浸渍法制备了复合氧化物ZrO_2-Al_2O_3,在此基础上采用共浸渍法制备了La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3催化剂,考察了催化剂中La2O3含量对催化剂CO甲烷化活性的影响,并利用BET、XRD和TPR对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明当La2O3含量为2%~6%(质量分数,下同)时,其在低温和高温时的催化活性均比Ni/ZrO_2-Al_2O_3有一定的提升。另外比较了催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3和Ni/ZrO_2-Al_2O_3在500℃下连续反应100 h的活性和积碳,结果显示催化剂4La-Ni/ZrO_2-Al_2O_3具有很好的稳定性和优良的抗积碳性能。     

纳米Al_2O_3对刚玉质浇注料性能的影响

为了改善刚玉质浇注料的强度和抗热震性能,以板状刚玉、富铝尖晶石粉、活性α-Al_2O_3微粉、ρ-Al_2O_3微粉、铝酸钙水泥(CA670)和纳米Al_2O_3为主要原料,研究了引入不同量纳米Al_2O_3(外加质量分数分别为0、1%、2%和3%)对刚玉质浇注料显微结构及其性能的影响。结果表明:纳米Al_2O_3的加入促进试样中温下CA2相的生成和较低温度(1 300℃)下CA6相的形成;引入的纳米Al_2O_3与水泥中的CaO反应生成片状的CA6相在基质结构内部交叉穿插,减小了颗粒间的间隙;随着纳米Al_2O_3加入量的增加,浇注料的需水量和显气孔率逐渐增加,常温抗折强度、耐压强度和高温抗折强度先增加后降低;试样经5次热震循环后,未添加纳米Al_2O_3试样的弹性模量衰减幅度最大,且添加纳米Al_2O_3试样的弹性模量衰减幅度明显小于未添加纳米Al_2O_3试样的。综合考虑刚玉质浇注料的各项性能,纳米Al_2O_3的适合加入量(w)为2%。     

热压烧结Na-Beta-Al_2O_3Ⅰ.Na-Beta-Al_2O_3的热压制备

用热压的方法可制得相对密度大于99％的Na-Beta-Al_2O_3。实验发现,Na_2O的含量对热压烧结的性能和热压烧结的温度范围有着决定性的影响,而添加剂的种类和数量的影响相对较小。热压后,样品的显微结构均匀,晶粒尺寸约为2μm左右,退火后,一定组成的样品可基本保持原有的显微结构,使其抗折強度达400MPa以上。一定温度下退火后,β〃相含量可达99%左右,使得样品在垂直于热压方向上,300℃时的电阻率低至5Ω·cm左右。测定了一些样品的电导活化能。讨论了组份、工艺条件与显微结构、性能之间的相互关系。     

添加剂对合成CA_6性能和显微结构的影响

为了合成更致密的六铝酸钙材料,以86%(w)的α-Al_2O_3微粉(d_(50)=3.64μm,分析纯)和14%(w)的碳酸钙(d_(50)=5.24μm,分析纯)为原料,聚乙烯醇(PVA)为结合剂,分别外加5%(w)的化学纯TiO_2、Y_2O_3、ZrO_2为添加剂,经配料、混练、成型、烘干后,于1 550℃保温3 h煅烧,研究了不同添加剂对合成CA_6材料体积密度、显气孔率、常温耐压强度、物相组成和显微结构的影响。结果表明:1)在合成CA_6时加入TiO_2添加剂,生成新物相CaTiO_3,有α-Al_2O_3相剩余,能够明显地促进试样的烧结,降低显气孔率,增加体积密度,并且显著增加试样的常温耐压强度;2)在合成CA_6时加入Y_2O_3添加剂,烧后试样的主要物相为CA_6和Al_5Y_3O_(12)。Al_5Y_3O_(12)虽然是高熔点相,但是其对材料的常温物理性能并没有影响。3)在合成CA_6时加入ZrO_2添加剂,烧后试样主要物相为CA_6和ZrO_2相,ZrO_2并没有提高试样的致密性。     

CeO_2-TiO_2-La_2O_3复合烧结助剂对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷性能影响研究

以氧化锆(3Y-ZrO_2)和氧化铝(Al_2O_3)为主要原料,以CeO_2-TiO_2-La_2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷。探讨了配方组成和烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷体积密度、抗弯强度等性能的影响。采用激光粒度仪对氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒度大小进行分析,同时采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对烧结样品的物相组成和显微结构进行分析。实验结果表明:本实验所采用的氧化铝和氧化锆粉体纯度较高,符合使用要求。当添加剂中TiO_2加入量为2.0%时,Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷在1450℃烧结后的综合性能最佳,其对应的体积密度和抗弯强度分别为3.73g/cm3和353.83MPa。     

Na_2O含量对β″-Al_2O_3陶瓷性能的影响

研究了Na_2O含量(8.5～9.0wt％)对β″-Al_2O_3陶瓷的烧结性能、相组成、显微结构和电性的影响。开始烧结温度随Na_2O含量的降低而升高;同时,烧结温度范围变窄。此外,较高的Na_2O含量有助于改善β″-Al_2O_3陶瓷的双重显微结构。至于其相组成和电性,则在8.85～10.0Wt％Na_2O的范围内相差不大。     

烧结和退火对β″-Al_2O_3的钠离子电导率和显微结构的影响

通过Li_2O稳定、原始化学组成(wt％)为9.6％Na_2O,0.72％Li_2O和89.68％Al_2O_3的β″-Al_2O_3陶瓷的制备过程,研究了升温速率与陶瓷致密化的关系;并探讨了烧成和退火制度对所制得的β″-Al_2O_3陶瓷的钠离子电导率和显微结构的影响。在快速升温和1600℃烧结5min以后,在低于1510℃的温度下再经过适当时间的退火,可以获得相对密度>98％,晶粒尺寸在20～30μm的均匀显微结构的烧结体。其β″-Al_2O_3相几近100％,Na~+离子电阻率约为6.5Ω·cm(350℃);在275～420℃的温度范围内,Na~+离子的电导活化能为5.63kcal/mol。     

添加Al_2O_3对ZrO_2(Y_2O_3)粉末性能的影响

采用化学共沉淀法制备了ZrO_2(Y_2O_3)和ZrO_2(Y_2O_3)/Al_2O_3超细粉末,研究了添加Al_2O_3对粉末性能的影响.添加Al_2O_3.提高了t—ZrO_2的结晶化温度,抑制了ZrO_2晶粒生长.使ZrO_2粒子得以细化.添加Al_2O_3.还提高了介稳t—ZrO_2的稳定性,有效抑制了t—ZrO_2→m-ZrO_2相变.Al_2O_3添加量超过20wt%时.粉末烧结活性降低,烧结温度提高.     

制备工艺对ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3超细粉末团聚状态的影响

本文采用由摇实密度求出团聚体密度f和改进的团聚参数AF~*(50),用以表征团聚状态,分析和讨论了工艺条件对团聚状态的影响以及粉末的团聚状态和烧结性能的相互关系,并结合烧结试样的显微结构对粉末的性能做出了评价。实验表明,f和AF~*(50)能简捷地反映粉末的团聚状态。由悬浮着超细α-Al_2O_3粉末的锆、钇混合盐溶液进行包裹沉淀,可以获得组分均匀、团聚体密度和团聚参数低的超细ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3粉末。     

CuO掺杂对ZnZrNb_2O_8微波介质陶瓷性能的影响

以分析纯的ZnO、ZrO_2、CuO及Nb_2O_5为原料,采用传统固相法制备了Zn_(1–x_Cu_xZrNb_2O_8(ZCZN,x=0.00–0.05)微波介质陶瓷,研究了不同CuO添加量对ZCZN陶瓷的烧结性能、显微结构、相组成以及微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和网络分析仪等对其微观结构、形貌以及微波介电性能进行表征。结果表明:CuO的添加能有效降低ZnZrNb_2O_8陶瓷的烧结温度,提高其品质因数和介电常数。当x=0.03时,陶瓷可在1 200℃烧结并获得最佳微波介电性能:介电常数ε_r=30.1,品质因数Q×f=53 037 GHz,频率温度系数τ_f=–57.21×10~(–6)/℃。     

MgAlON-MgAl_2O_4复合材料的制备与性能研究

为了制备具有良好性能的MgAlON-MgAl_2O_4复合材料以替代含铬耐火材料,以电熔镁铝尖晶石(粒度1~3、≤1和≤0.074 mm)、活性α-Al_2O_3粉(2~5μm)、Al粉(≤0.074 mm)、Mg O粉(≤0.044 mm)为原料,采用原位生成MgAlON的方法制备了MgAlON-MgAl_2O_4复合材料。通过调整配料中α-Al_2O_3粉+Al粉+Mg O混合粉(三者的质量比固定为76∶12∶12)的加入量(在整个固态配料中的质量分数分别为15%、20%、25%和30%)来调整MgAlON的设计生成量,研究了MgAlON设计生成量对MgAlON-MgAl_2O_4复合材料致密度、常温强度、物相组成和显微结构等的影响。结果表明:1)随着α-Al_2O_3-Al-Mg O混合粉加入量的增加,复合材料中MgAlON相生成量增多;但当α-Al_2O_3+Al+Mg O混合粉加入量达到30%(w)时,复合材料中有副产物Al4O4C生成。2)随着α-Al_2O_3+Al+Mg O混合粉加入量从15%(w)增加到25%(w),复合材料中MgAlON晶粒发育程度逐渐变好,与MgAl_2O_4颗粒的结合也逐渐紧密;但当α-Al_2O_3+Al+Mg O混合粉加入量达到30%(w)时,复合材料基质中有明显微气孔出现,致密性和均匀性变差。3)随着α-Al_2O_3+Al+Mg O混合粉加入量的增加,复合材料的烧后体积密度和显气孔率变化不大,常温耐压强度和常温抗折强度变化明显,烧成线变化率由微收缩变为微膨胀。4)综合考虑,α-Al_2O_3+Al+Mg O混合粉加入量为25%(w)的试样的性能最佳。     

La_2O_3掺杂对Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质电导率的影响

以分析纯Al_2O_3、Na2CO3、Li2CO3为原料,加入少量La_2O_3,采用无压埋烧方式,制备Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质。通过XRD、SEM、DH7000型电化学工作站等表征测试手段,研究La_2O_3添加量对电解质相组成、微观结构、电导率、活化能的影响。结果表明,适量的La_2O_3掺杂可以起到促进β"-Al_2O_3相晶体发育、改善材料的微观形貌、提高固体电解质材料的电导率的作用;当La_2O_3掺杂量为0.5 wt%时,样品的电导率最高,300℃下的电导率从未掺杂样品的0.0152 S·cm~(-1)提高到0.0235 S·cm~(-1),电导活化能由未掺杂样品的0.1481 eV降低至0.1213 eV。     

CuO掺杂对ZnZrNb_2O_8微波介质陶瓷性能的影响EI北大核心CSCD

以分析纯的ZnO、ZrO_2、CuO及Nb_2O_5为原料,采用传统固相法制备了Zn_(1–x_Cu_xZrNb_2O_8(ZCZN,x=0.00–0.05)微波介质陶瓷,研究了不同CuO添加量对ZCZN陶瓷的烧结性能、显微结构、相组成以及微波介电性能的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和网络分析仪等对其微观结构、形貌以及微波介电性能进行表征。结果表明:CuO的添加能有效降低ZnZrNb_2O_8陶瓷的烧结温度,提高其品质因数和介电常数。当x=0.03时,陶瓷可在1 200℃烧结并获得最佳微波介电性能:介电常数ε_r=30.1,品质因数Q×f=53 037 GHz,频率温度系数τ_f=–57.21×10^(–6)/℃。     

ZrO_2对无压烧结Si_3N_4增韧作用的初步研究

初步研究了ZrO_2对无压烧结Si_3N_4的增韧作用,在以MgAl_2O_4及Y_2O_3-Al_2O_3为烧结助剂的Si_3N_4中,加入8wt％ZrO_2时,断裂韧性分别提高30％与15％,达到6.43MPa·m~(1/2)及7.14MPa·m~(1/2)室温强度为500～600MPa,个别达700MPa。 讨论了抑制ZrN生成的工艺措施,发现加入Al_2O_3的量及其存在形式对ZrN的生成有重大的影响,使用含SiO_2的埋粉,控制ZrO_2的颗粒度以及适当的烧成温度和保温时间有利于使ZrN生成量减至最少。根据X射线衍射相分析和电子探针对Zr成分分析结果,探讨了两类配方的增韧机理。认为采用粒度分布范围窄、团聚少以及均匀分散的ZrO_2粒子,可以获得理想的显微结构,达到进一步增强增韧效果。     

TiO_2、ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响

以粒度≤0.045 mm、w(CaO)=57.17%、w(MgO)=41.66%的轻烧白云石为主要原料,添加粒度≤0.018 mm的二氧化钛粉和二氧化锆粉,研究了TiO_2和ZrO_2加入量和煅烧温度对MgO-CaO系材料物相的影响。结果表明:轻烧白云石中加入添加剂后,对镁钙系耐火材料的物相产生了影响,TiO_2和ZrO_2均可以与材料中的CaO反应生成新物相,单独添加TiO_2生成新物相CaTiO_3;单独添加ZrO_2生成新物相CaZrO_3;复合添加TiO_2和ZrO_2生成新物相CaTiO_3和CaZrO_3;另外,温度对试样的物相组成没有影响,即在添加剂相同的试样中提高煅烧温度没有出现新的物相,但物相的形貌发生了显著的变化。