粉体制备工艺对MgO-PSZ热艟胀特性的影响

采用热膨胀仪研究了实验室制得的MgO-PSZ陶瓷的热膨胀特性。以直接共沉淀复合掺人CeO2、Y2O3和CaO的MgO-PSZ经一定条件热处理后,在550-950℃低温范围发生了单斜相→四方相相变。这一低温相变降低了MgO-PSZ的热膨胀系数,伴随相变产生的体积收缩与试样受热时的体积膨胀发生抵消,使试样表现出零膨胀特性,从而改善了材料的抗热震性。     

极限电流型氧传感器的研究

极限电流型氧传感器工作原理是基于稳定ZrO2固体电解质的氧泵作用,通过气体扩散控制供给阴极的氧而得到极限电流。基于该原理,研制了用ZrO2固体电解质和多孔陶瓷基片作为扩散层构成的多孔层型氧传感器。在N2-O2混合气体中,对传感器的性能进行测试,结果表明:传感器的测量范围为0~10%氧摩尔分数时,灵敏度为0.5mA/10-2,工作温度为650~800℃,线性度为±5%。     

ZrO_2-Y_2O_3-Al_2O_3电解质性能研究

为了改善ZrO2-Y2O3电解质性能,在ZrO2-Y2O3材料中加入Al2O3形成ZrO2-Y2O3-Al2O3新材料,结果表明:ZrO2-Y2O3-Al2O3材料的力学及抗热震性能得到明显改善,离子电导率也得到了提高。     

粉体制备工艺对MgO-PSZ热膨胀特性的影响

采用热膨胀仪研究了实验室制得的MgO-PSZ陶瓷的热膨胀特性.以直接共沉淀复合掺人CeO2、Y2O2和CaO的MgO-PSZ经一定条件热处理后,在550～950℃低温范围发生了单斜相→四方相相变.这一低温相变降低了MgO-PSZ的热膨胀系数,伴随相变产生的体积收缩与试样受热时的体积膨胀发生抵消,使试样表现出零膨胀特性,从而改善了材料的抗热震性.     

YSZ固体电解质在高温高压水热体系中的应用

高温高压水热体系在自然界和工业生产中广泛存在,原位获得水热体系的pH值、H2逸度和H2S逸度值具有重要意义.Y2O3稳定的ZrO2 (YSZ)固体电解质因在高温下具有较高的氧离子导电性,已经在高温高压水热体系中得到了普遍的应用.介绍了YSZ固体电解质的结构与离子导电性,分别对基于YSZ的上述3种传感器的测量原理及其应用现状进行了说明,同时指出了YSZ在使用过程中存在的问题.随着材料合成制备技术的发展,YSZ的使用领域将会不断扩大.     

以石墨粉为造孔剂制成的多 孔湿敏陶瓷及其特性分析

本文报道的钴铁尖晶石多孔湿敏陶瓷,具有电阻率低,电阻和相对湿度呈线性关系的特点。该材料制成的湿敏元件不需要加热清洗,性能稳定。以石墨粉为造孔剂制成多孔湿敏陶瓷,可以提高湿敏元件的湿度灵敏度,并且有利于改进湿敏元件的长期稳定性。最后,讨论了石墨的钝化作用。     

新型碳化硅陶瓷材料的制备与应用研究

碳化硅陶瓷由于具有优良的高温强度、耐磨性、耐腐蚀性以及抗热震性而得到越来越多的关注,一种优质陶瓷材料,在航空航天、电力电子、机械工业、石油化工等许多领域得到广泛应用。本文简要介绍了碳化硅陶瓷材料的的特性及几种碳化硅陶瓷合成的新方法,并对其发展趋势进行了讨论与展望。     

氧气对NOx传感器气敏特性的影响

实验采用丝网印刷技术制作了以钇稳定氧化锆固体电解质(YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极和Pt为参考电极的混合电位型NOx传感器,并在高温(450～750 ℃)含NO和O2气氛中测试其气敏性能.测试结果显示该传感器在450～500 ℃和550～750 ℃时分别表现为电势幅值随温度升高而减小的正电势和负电势;同一NO浓度下,电势和半圆弧型阻抗谱只是随着O2含量在一定范围内的增大而分别增大和缩小.考虑到O2会把NO氧化成NO2,同时结合对传感器的理化性能、响应电势和阻抗谱及工作机理的的分析,研究了O2对NOx传感器气敏性能的影响.     

基于YSZ的混合电动势型NO2传感器的研究进展

YSZ作为一种固体电解质,因其优异的离子导电率和热稳定性而被广泛应用到气体传感器中.该文简要介绍了YSZ的结构、特性以及基于YSZ的混合电动势型NO2传感器的研究进展,讨论了影响传感器性能的主要因素,分别从三相界面、敏感材料的种类以及敏感材料的形貌3方面进行综述.增大三相界面面积、合成新型敏感材料、改变敏感材料的微观结...     

固体电解质电位型甲烷传感器的气敏性能研究

研究了甲烷浓度和工作温度对氧化锆基混合电位型传感器响应值的影响.以氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)为固体电解质,氧化锡(SnO2)为工作电极的传感器对(200~1000)×10 -6浓度的甲烷具有良好的传感性能,传感器响应值与甲烷浓度的对数值呈良好的线性关系,传感器在650℃时具有良好的传感性能,其中响应时间和恢复时间均低至5 s.     

一类周期多孔固体材料热传导性能计算的孔洞填充方法

对于一类周期多孔固体材料,提出了一种孔洞填充方法,用一种极低热导率的材料填充孔洞,将原本几何复杂的单相多孔区域的热传导边值问题转化为几何简单的多相无孔区域上的问题,借助于延拓定理给出了填充前后材料的热传导问题解和均匀化热导率的误差估计,对结果的分析表明可以用填充后材料热传导问题的双尺度解近似原孔洞问题的解,在最后的数值算例中,讨论了具有对称和非对称单胞构造的周期多孔固体的热传导边值问题,分别比较了多孔固体材料填充前后的均匀化热导率、温度和温度梯度解,结果表明孔洞填充方法的确可行。     

理工陶瓷——工业级陶瓷增材制造产业引领者

采用耐高温性能较好的陶瓷材料已成为各类发动机制造的发展趋势,激光选区熔化（SLM）技术将成为陶瓷热端部件的重要制造方法。本项目针对涡轮转子、燃烧室等薄壁、多孔特征的复杂热端零部件,围绕陶瓷SLM成形中的裂纹抑制技术难题,创新采用无粘结剂陶瓷浆料为原材料,研究激光-粉末、粉末-粉末相互作用机理与激光工艺参数、粉末状态、环...     

电极多孔涂层对ZrO_2氧传感器性能影响

汽车尾气净化用ZrO2氧传感器的外电极表面常有陶瓷多孔层,它可能引起电极极化。用一个单孔扩散障来模拟该陶瓷多孔层,通过伏安曲线的解析和模拟研究,发现气体在陶瓷多孔层扩散受阻散可能导致电极产生明显极化,其极化程度与直流电流、温度、扩散孔几何尺寸等有关。并给出了相应的数学表达式。模拟伏安曲线与实际测量结果能较好的吻合。     

NiO敏感电极NH3传感器制备及其响应性能

以NiO为敏感电极材料,钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷片为电解质材料,采用丝网印刷技术制备了片式混合电势型NH3传感器,对传感器在不同NH3浓度和不同工作温度下响应性能进行了研究.结果显示:在工作温度为550℃时,传感器对NH3的响应值最大,达到-57 mV.制备的传感器在550℃时,对(50～600)×10-6 NH3具有良好的响应性能,响应信号与NH3浓度的对数呈现出良好的线性关系.在550℃高温时,传感器表现较好的重复性,但其交叉敏感性有待提高.为阐述传感器的敏感机理,进行了交流阻抗测试研究.     

湿敏多孔陶瓷的气孔控制和湿敏特性的理论模型

本文提出了一种控制多孔湿敏陶瓷气孔的新方法——加造孔剂制造多孔感湿陶瓷。选用石墨粉为造孔剂,改变造孔剂的含量和粒度就可方便地控制钻铁尖晶石和镁铬尖晶石多孔感湿陶瓷的气孔尺寸和气孔率,由于固相反应充分,因而其电气性能长期稳定。实验表明:外加石墨重量百分比为(10～20)wt％时,这两种多孔陶瓷的感湿灵敏度显著增大,电阻与湿度曲线的线性度获得明显改善。XRD、SEM、AES分析说明石墨粉对基体材料影响甚微,但造孔效果甚佳。     

电化学CO2气体传感器的制备及评价

采用空心氧化铝陶瓷管作为衬底,制备了以NASICON材料为固体电解质,Li2CO3-BaCO3二元碳酸共晶混合物为辅助电极的固体电解质的管式CO2传感器,对传感器电极材料进行分析表征并对传感器性能进行了测试。结果表明元件均对CO2气体具有良好的线性响应。当工作电压为6V时,加热温度约为550℃左右时,元件表现出很好的灵敏度特性,其灵敏度值能与由能斯特方程得到的理论值较好的符合。     

抗氧化涂层热震性能试验装置

本文采用超高温快速直接通电加热方法,研制了一套抗氧化涂层热震性能测试装置,装置完全不需外部加热器,且容易达到所需的边界条件,这样使得整个测试系统可以长期的稳定可靠.测试温度范围500～2000℃或以上,控温精度达到±5℃;测重精度达到±0.1mg;并通过试验及分析手段验证了装置的可靠性.实验结果表明:本文研制的装置将促...     

ZrO2氧传感器电极保护层的模拟

汽车尾气净化用ZrO2气体氧传感器的外电极表面常有陶瓷多孔层,用含有一个扩散孔的致密陶瓷构件(扩散障)模拟该陶瓷多孔层.测量了带扩散障的ZrO2气体氧传感器的伏安曲线,并对该伏安曲线进行解析和数学模拟.发现氧气在扩散孔中扩散受阻时引起了电极极化,其极化程度与直流电流大小、温度、扩散孔几何尺寸、氧气的浓度等有关.给出了相应的数学表达式,其模拟伏安曲线与实际测量结果能较好的吻合.     

高温用多孔等温钠热管的研制

研制了用1Cr18Ni9Ti 不锈钢和 GH181高温合金作结构材料的两种多孔等温钠热管。它们已分别用在850℃以下和1064℃以下使用的高温铂电阻温度计的精密分度与校验装置中,效果显著。该热管装置的优点是温控稳定性好、温度场均匀、热惯性小、且结构简单。热管的测温孔内径为(?)12～13mm,长290mm。测温孔之间温度均匀性达0.02℃,在90mm 长度内单个测温孔的垂直温差为0.02℃。GH181/Na 热管系国内首次研制的高温等温钠热管。其短时间使用温度可达1100℃。试样热管在600～1100℃温度范围内经受了713小时的快速寿命试验。本文叙述了热管的结构设计、性能以及寿命试验结果。     

SiC/Al梯度功能材料蠕变性能有限元分析

为研究SiC／Al梯度功能材料（Functionally Gradient Material,FGM）的性能,采用ANSYS分别对具有4个梯度层的该种材料的3点弯曲试样和紧凑拉伸试样,在热载荷和机械载荷热载荷共同作用下的蠕变性能进行数值模拟分析,得到不带微裂纹、带垂直梯度方向微裂纹和平行梯度方向微裂纹的SiC／A1FGM试样在这两种工况下的蠕变应变随坐标位置及时间变化曲线．结果发现：（1）蠕变应变主要发生在铝合金富集层,横向裂纹对试件蠕变影响不大;（2）在有机械载荷作用时,裂纹位置对最大蠕变应变值有较大影响;（3）考察紧凑拉伸试件,发现随着远离裂纹尖端,其蠕变应变值也随之迅速减小,在有机械载荷作用下,蠕变减小趋势比只受热载荷作用明显,变化趋势反映出蠕变应变与材料的应力分布有很大关系．