制备工艺对La改性的Ca3Co4O9基陶瓷热电性能的影响

利用常压烧结、冷等静压成型后常压烧结及热等静压烧结3种不同制备工艺,合成了(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料。XRD分析表明：不同工艺制备的样品均为Ca3Co4O9相。样品的SEM照片显示：晶粒为片状结构;热等静压烧结制备的样品,其片状结构不明显,但致密度较之另外两种工艺大幅度提高,其相对密度为95％。制备工艺对(Ca0.9La0.1)3Co4O9热电材料Seebeck系数影响不大,但热压烧结样品能大幅度提高(Ca0.9La0.1)3Co4O9电导率。在一定温度范围内,随温度升高,功率因子大幅度增加,对于热压烧结的样品尤为显著。     

Preparation and Performance of Novel Ceramic Interconnect Materials （Pr0.5Nd0.5）0.7Cao.aCrO3-δ-Sm0.1Gd0.1Ce0.8O1.9

采用络合燃烧法制备（Pro5Ndo5）07Ca0.3CrO3-δ（PNCC）-Sm0.1 Gd 0.1Ce0.8O2-δ（SGDC）复合陶瓷连接材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和微观结构进行了表征,采用四端探针法测量电导率。结果表明：PNCC和SGDC在高温烧结时具有稳定的物相和良好的化学相容性,SGDC掺杂量为5％（质量分数）的样品,在1400℃烧结5h,相对密度高达97．1％;700℃时,烧结陶瓷体在空气和氢气气氛中的电导率分别为47S／cm和4S／cm;室温至1000℃范围内,样品的热膨胀系数为10．4×10^-6 K^-1,与中温电解质的热膨胀系数接近,说明SGDC掺杂的PNCC体系有望成为良好的中温固体氧化物燃料电池复合连接材料。     

泡沫注凝法制备孔结构可调的氧化锆多孔陶瓷

以8%(摩尔分数)Y_2O_3稳定的ZrO_2为原料,采用泡沫注凝法制备了氧化锆多孔陶瓷,研究了烧结温度、固相含量及发泡剂浓度对制备材料的组分、结构与性能的影响规律。结果表明:1 450～1 600℃烧结的样品均由立方氧化锆组成;烧结温度对气孔率、体积密度及热导率影响较小,而对抗压强度及晶粒尺寸影响较大;固相含量在15%～30%(体积分数)范围内对材料的结构与性能均有明显的影响;发泡剂浓度在0.3～8.0 g/L范围内对材料的性能影响明显,而在8～16 g/L时影响不大。通过在一定的范围内调控烧结温度、固相含量和发泡剂浓度,所得样品的总气孔率、体积密度、抗压强度和室温真空热导率的变化范围分别为67.6%～78.8%、1.25～1.91 g/cm~3、6.3～21.7 MPa和0.14～0.39 W/(m?K)。在固相含量为30%、发泡剂浓度为2.0 g/L、烧结温度为1 550℃条件下制备样品总气孔率、抗压强度和热导率分别为78%、12.0 MPa和0.17 W/(m?K)。     

SiC/β-Sialon装甲陶瓷的制备及性能

采用无压烧结工艺制备高比强度SiC/β-sialon复相陶瓷。研究了原料组成和第一阶段反应温度对合成β-sialon相的影响,分析了氧化物添加剂和第二阶段烧结温度对材料烧结性能和力学性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及万能试验机表征样品的物相组成、微观结构和力学性能。结果表明：用10%（质量分数,下同）的苏州土部分替代Al2O3和SiO2能有效促进β-sialon相的生成,在1500℃保温2h合成出无杂相的β-sialon相;复合添加5%ZrO2和5%Y2O3可促进样品的烧结致密化。当温度为1650℃时,样品的体积密度为2.90g/cm3,抗弯强度和断裂韧性分别达到375MPa和3.24（MPa·m1/2）,弯曲比强度为1.29×105（N·m）/kg,比Al2O3提高了40%以上。     

新型陶瓷连接材料(Pr0.5Nd0.5)0.7Ca0.3CrO3–δ–Sm0.1Gd0.1Ce0.8O1.9的制备与性能

采用络合燃烧法制备(Pr0.5Nd0.5)0.7Ca0.3CrO3–δ(PNCC)–Sm0.1Gd0.1Ce0.8O2–δ(SGDC)复合陶瓷连接材料。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和微观结构进行了表征,采用四端探针法测量电导率。结果表明:PNCC和SGDC在高温烧结时具有稳定的物相和良好的化学相容性,SGDC掺杂量为5%(质量分数)的样品,在1400℃烧结5h,相对密度高达97.1%;700℃时,烧结陶瓷体在空气和氢气气氛中的电导率分别为47S/cm和4S/cm;室温至1000℃范围内,样品的热膨胀系数为10.4×10–6K–1,与中温电解质的热膨胀系数接近,说明SGDC掺杂的PNCC体系有望成为良好的中温固体氧化物燃料电池复合连接材料。     

热压烧结TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷的结构研究

以ZrB2作为掺加剂，通过热压烧结制备了TiB2-ZrB2固溶复合陶瓷。采用X射线衍射分析对材料的相组成，晶格常数和晶体结构进行了分析，材料的显微结构分别由EPMA，SEM和TEM测定。研究结果表明，随着ZrB2掺入量的增大，固溶产物的晶格常数会相应增加，当ZrB2的掺加量为8％（摩尔分数）时，产物的晶格常数出现极大值；ZrB2可以与TiB2形成部分固溶的固溶体，在复合材料中存在富Ti和富Zr的两种硼化物；由于固溶反应在界面上进行，有效地降低了烧结过程中的晶界移动速度，从而使材料的大晶粒细化。     

烧结助剂对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

以CaO-B203-Si02(CBS)系微波介质陶瓷为基体材料,采用ZnO和Na2O作为烧结助剂,研究了其微观结构、相组成及介电特性.研究结果表明ZnO在烧结过程中与B2O3及SiO2生成低熔点玻璃相,促进以片状集合体形式存在的CaSiO3晶相合成,显著降低了材料的致密化温度;Na2O虽可促进烧结,但会破坏硅灰石晶体结构,导致微波介电性能显著降低2%(摩尔分数)ZnO取代CaO,在1000℃保温2h,具有较好的微波介电性能εr为5.4.Q·f为22000GHz(测试频率f0为8.5GHz).     

烧结工艺对Ca3Co4O9基热电氧化物电性能的影响

采用溶胶-凝胶化学法合成了Ca3Co4O9热电氧化物粉末,分别采用陶瓷烧结工艺方法和放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)的方法制备了Ca3Co4O9热电氧化物块体材料.利用X射线衍射XRD、扫描电子显微镜SEM和电输运参数测试仪分析了所得样品的物相、微观组织结构、晶粒取向度和电输运性能.结果表明,不同制备方法均可得到纯相的Ca3Co4O9热电氧化物块体材料;通过陶瓷烧结工艺方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度较低,但随着成型压力的增加而提高;SPS烧结的方法制备的Ca3Co4O9热电氧化物块体晶粒取向度最高;试样电性能随着晶粒取向度的提高逐渐提高,其中SPS烧结方法制备的块体材料电性能最高,在测试温度最高点700℃时功率因子达3.85 μWmK-2,远高于普通烧结试样.     

微量掺杂对 8%Mg-部分稳定氧化锆晶粒尺寸和相组成的影响

以8％(摩尔分数)氧化镁部分稳定的氧化锆(8％Mg—PSZ)为基料，向其中掺入A1203，Si02等微量杂质，在1700℃下烧结。对烧结样品进行XRD分析，利用衍射峰强度半定量地计算立方相和四方相氧化锆[(c t)—ZrO2]的体积分数。使用SEM观察样品的表面形貌，并计算出平均晶粒尺寸。结果表明：掺入A1203有细化晶粒和降低(c t)—ZrO2体积含量的作用，若和Si02按摩尔比3：2共同掺入，随着掺入量的增加，晶粒尺寸和(c t)—ZrO2体积含量先减小后增大。Ca^2 离子和Y^3 离子的掺入对这两项参数也有一定的影响。     

Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2∶Dy3+荧光粉的制备及其荧光性能

采用高温固相法合成了系列单相全色Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2∶Dy3+荧光粉.通过X射线粉末衍射、荧光光谱等对合成的荧光粉样品进行了表征,并系统地研究了烧结温度、Dy3+离子掺杂量以及添加不同电荷补偿剂(Li+、Na+、K+)对样品发光强度的影响.结果表明:该荧光粉能被350nm的近紫外光有效激发;当烧结温度为950℃、Dy3+的掺杂量为4％(摩尔分数),Na+作为电荷补偿剂时,样品的荧光强度最强.     

掺镁钛酸钡的抗还原研究

对掺镁钛酸钡进行了．抗还原研究。研究了Ba／Ti摩尔比、镁掺杂摩尔分数和烧结气氛对陶瓷的致密化、电阻率以及介电性能的影响。结果表明：在氮气气氛中烧结的样品比在空气中烧结的样品具有更大的介电常数、较小的介电损耗。当烧结温度和保温时间都相同时,与在空气中烧结的样品相比,在氮气气氛条件下烧结的样品具有较大的密度,较大的电阻率．较大的介电常数和较小的介电损耗。当镁掺杂摩尔分数为1％时、随着Ba／Ti摩尔比的增加,介电损耗的变化不大;而当镁掺杂摩尔分数为2％时,随着Ba／Ti摩尔比的增加,介电损耗增加。     

SiO_2-TiO_2负载钯催化剂的制备及其催化Suzuki反应研究

以正硅酸乙酯和钛酸正丁酯作前体,通过均匀沉淀法制备了SiO2-TiO2复合氧化物,并采用X射线粉末衍射(XRD)对复合氧化物进行了表征。采用浸渍制备了复合氧化物负载的钯催化剂Pd/SiO2-TiO2,并考察了负载催化剂在Suzuki反应中的催化性能。当投料摩尔比n(Pd)∶n(PhBr)∶n[PhB(OH)2]∶n(K2CO3)为1∶70∶105∶140,Ti/Si摩尔比和钯质量分数分别为0.5和2.0%时,回流反应10 h,联苯产率达92.8%。负载催化剂通过简单过滤即可回收利用,在5次循环使用过程中,催化活性除第1次有明显降低外,其后基本保持不变。     

Effect of Direct-Current Biasing on the Dielectric Properties of Barium Strontium Titanate

Ba_{1− x} Sr _x TiO₃ (BST, x = 0 to x = 1) ferroelectric ceramics doped with 1.0 mol% MgO and 0.05 mol% MnO₂ were prepared with a rate-controlled sintering profile. As the strontium molar fraction x increased, the average grain size decreased from 14 μm for x = 0 to 2 μm for x = 1. Temperature dependence of the dielectric properties was measured as a function of dc biasing. At 10°C above the Curie temperature, the changes of dielectric constant at 5000 V/cm were 28%, 17%, 26%, and 36% for x = 0, 0.25, 0.5, and 0.75, respectively. The reduction of dielectric constant by the applied dc biasing was fitted by a phenomenological equation that was based on Devonshire's theory. From this phenomenological equation, an anharmonic coefficient, which was an order parameter of the anharmonic interactions, was calculated for each composition. As the strontium molar fraction increased, these coefficients increased from 2.45 × 10⁻¹⁹ cm²V⁻² for x = 0 to 5.90 × 10⁻¹⁹ cm²V⁻² for x = 0.75. A similar trend was observed on the dc field dependence of the dielectric loss, except at high field for x = 0, of which a high loss was obtained. A two-element circuit model was proposed to explain the effect of high dc biasing on the dielectric loss.     

钢渣-煤基固废可控低强度材料制备及热力学分析

利用NaOH、Na₂SO₄协同碱激发煤矸石(CG)、钢渣(SS)、粉煤灰(FA)制备无水泥可控低强度材料(CLSM)。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)分析了CLSM的微观结构和相组成。结果表明,Ca/(Ca+Si)的摩尔比与材料的7 d、28 d无侧限抗压强度比值存在线性关系,当Ca/(Ca+Si)摩尔比大于0.407时,7 d即可达到28 d无侧限抗压强度的70%以上,该材料具有早强特性。当粉煤灰质量掺量在40%以下时,CLSM工作性(流动性)满足ACI规范要求,不同质量配比的SS/FA改变了CLSM体系中反应产物的相组成,产物中钙矾石与水化硅酸钙(C-S-H)凝胶的密实嵌合结构为材料力学性能提供了微观结构基础。最后,基于吉布斯自由能最小化方法,模拟了水化产物中两种晶型水化硅酸钙的生成量。     

(Ca,Ta)共掺杂TiO2陶瓷巨介电性能及机理

随着社会的飞速发展,微电子器件的功能不断向一体化方向发展,使开发具有高介电常数、低介电损耗、良好频率和温度稳定性的高介电陶瓷受到越来越多的关注。本工作通过固相反应烧结法制备了(Ca, Ta) 共掺杂的TiO2陶瓷。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪(EDS)、阻抗分析仪、X射线光电子能谱(XPS)等对(Ca, Ta)共掺杂的TiO2陶瓷性能进行分析研究。结果表明,不同掺杂量的(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷表面形貌致密度良好,且随掺杂量增加TiO2的(110)主峰逐渐向小角度移动。当x≥7%时,(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷样品出现CaTi4O9和CaTa4O11。与纯TiO2相比,不同掺杂量的(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷皆具有巨介电常数;随掺杂量的不断增加,介电常数先升高后降低,但介电损耗变化趋势相反。当掺杂量x=3%时,(Ca1/3Ta2/3)xTi1?xO2陶瓷获得相对较优异的性能,在1 kHz下,非线性系数高达7.3,这主要是由于Ta5+掺杂使材料内部产生电子,Ca2+掺杂提高了材料内部空位的产生,产成的缺陷偶极子簇可以提高介电性能。     

Thermal and dielectric behavior of flexible polycarbonate/lead zirconate titanate composite system

Polycarbonate (PC)/Lead Zirconate Titanate (PZT) composites were prepared using solution mixing method followed by hot pressing. The volume fraction of PZT particles was varied from 0 to 27.5%. SEM showed good dispersion of PZT in the PC matrix. XRD confirmed the perovskite structure of PZT and amorphous structure of polycarbonate. The dielectric constant of the composites measured at 1 kHz, increased ～3.5‐fold compared with pure PC. The modified Lichtenecker equation agreed well with the experimental data. There was no dispersion in the dielectric constant of the composites for the frequency range of 1 kHz to 10 MHz. However, at frequencies higher than 10 MHz significant drop in dielectric constant was observed. The dissipation factor of the composites was found below 0.02. However, above 1 MHz, an abrupt increment in the dissipation factor was observed. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014 , 131, 39913.     

聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能

以自制的氧化石墨烯(GO)为改性填料,通过原位聚合法制备了聚酰亚胺(PI)/GO复合材料,并对其形貌、结构和性能进行了表征和测试。结果表明:GO的引入未对PI结构产生破坏作用,且有效提高了PI的力学性能、热稳定性和介电性能,降低了吸水率;当GO质量分数为1.5%时,PI/GO复合材料的拉伸强度达126.9 MPa,较PI提高了55.7%;吸水率由3.65%降至0.92%,质量损失5%时的温度较PI提高了5.8℃;当GO质量分数为2.0%时,介电常数(0.1 MHz)较PI提高了83.1%。     

CE／HBPSi／GO复合材料的制备与性能

采用硅烷偶联剂表面处理的氧化石墨烯(GO)与氰酸酯树脂(CE)／超支化聚硅氧烷(HBPSi)共混制备了CE／HBPSi／GO复合材料,研究了GO含量对复合材料力学性能、介电性能、热稳定性和吸水率的影响。结果表明,添加适量GO可以有效提高CE／HBPSi的韧性和强度,还可以改善其介电性能、热稳定性和耐湿性。当GO的质量分数为0.8%时,CE／HBPSi／GO复合材料的冲击强度和弯曲强度达到最大值,分别为15.1 kJ／m2和131.6 MPa,并且该体系的介电常数、介电损耗角正切和吸水率均低于CE／HBPSi体系,热稳定性优于CE／HBPSi体系。     

La2O3掺杂SiO2-B2O3-Nb2O5复相微晶玻璃相界及储能性能研究

采用可控析晶法制备了La₂O₃掺杂的SiO₂-B₂O₃-Nb₂O₅ (SBN)复相微晶玻璃,利用DSC、Raman、XRD、SEM、铁电和介电性能测试等分析表征了La₂O₃掺杂对SBN复相微晶玻璃结构与储能性能的影响。结果表明:La₂O₃掺杂能够有效提高复相微晶玻璃的热稳定性,随着La₂O₃含量增加,系统析晶势垒增大,热膨胀系数先降低后升高,价键振动加剧,介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后增大;掺杂1.00%(摩尔分数)La₂O₃时,复相微晶玻璃在40 kV/cm电场下的储能密度和储能效率最大,分别为0.031 J·cm^-3和77.6%;储能性能主要通过介电常数和击穿场强的协同作用来评价,La₂O₃能通过提高结构热稳定性和降低介电损耗来提高介电常数,当其引入体系后处于玻璃网络的空隙中,可有效增强材料耐击穿性能;复相微晶玻璃结构可以增加结构无序度,从而降低弛豫损耗,有效提高材料的储能性能。     

核/壳型含氟硅苯丙乳液的合成及性能

以氟硅偶联剂——丙烯酸六氟丁酯(HFBA)和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)同时作为苯丙乳液的改性剂,采用种子乳液聚合法制得了核/壳型氟硅改性苯丙乳液。研究了氟硅偶联剂比例及用量对该改性乳液基本性能及应用性能的影响。结果表明:当n(HFBA)∶n(KH-560)=1∶2、w(HFBA+KH-560)=7%时,改性乳液的综合性能最佳,其平均粒径为243 nm、粒径分布较窄(多分散指数为0.237),乳胶膜的玻璃化转变温度为-18.40℃和37.81℃、吸水率(11.83%)相对最低且铅笔硬度(2H)相对较高,同时该乳胶膜具有良好的成膜性、附着力、耐水性、储存稳定性和Ca2+稳定性。