添加Bi2O3对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构与性能的影响

采用传统熔体冷却法制备添加不同质量分数(0～3.0%)Bi_2O_3的SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃,研究Bi_2O_3添加量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及物理与力学性能的影响。结果表明:添加Bi_2O_3可有效降低玻璃的软化点;随着Bi_2O_3添加量的增加,玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差先增大后减小,光学带隙先减小后增大,说明玻璃的热稳定性和结构稳定性先提高后降低,同时玻璃的密度、弯曲强度、压缩强度和压缩模量也呈先增大后降低的趋势;当Bi2O3的质量分数为1.5%时,玻璃的结构稳定性、热稳定性、物理与力学性能最优异,此时玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差为244K,光学带隙为3.50eV,密度为2.67g·cm~(-3),弯曲强度为82.72 MPa,压缩强度为236.24MPa,压缩模量为110.06GPa。     

TiO2掺杂对CaO-Al2O3-SiO2系玻璃结构和性能的影响

采用传统熔体冷却法制备TiO₂掺杂量（物质的量分数）为0～5.0%的CaO-Al₂O₃-SiO₂（CAS）系玻璃,研究了TiO₂掺杂量对该玻璃微观结构、热稳定性、弯曲强度的影响规律。结果表明：TiO₂在CAS系玻璃网络中主要以[TiO₅]单元的形式存在,随着TiO₂掺杂量的增加,玻璃中的[TiO₅]单元和Ti-O-Si键数量先增加后降低,玻璃网络中的桥氧数量先增多后减少,玻璃的光学带隙先增大后减小,且均在TiO₂掺杂量为4.0%时达到最大值;随着TiO₂掺杂量的增加,CAS系玻璃的热稳定性和弯曲强度均先提高后降低,当TiO₂掺杂量为4%时综合性能最好,此时玻璃化转变温度、弯曲强度和光学带隙分别为798.24℃,95.58 MPa, 3.75 eV。     

与Y2O3共同掺杂下Sb2O5掺杂量对SnO2陶瓷压敏电阻电性能的影响

通过在SnO2陶瓷压敏电阻中共同掺杂Sb2O5和Y2O3(0.05％,物质的量分数),采用扫描电镜和阻抗仪研究了Sb2O5掺杂量(0,0.05％,0.10％,0.15％,物质的量分数)对SnO2压敏电阻微观形貌、电压梯度和晶粒电阻的影响.结果表明:随Sb2O5掺杂量增加,SnO2压敏电阻的晶粒尺寸和界面态密度先增大后减小,电压梯度、非线性系数和泄漏电流密度先减小后增大;Sb2O5掺杂量为0.10％时,SnO2压敏电阻的界面态密度最大,泄漏电流密度最小,晶粒电阻最小,综合电性能最好.     

复合镀液中Al2O3掺杂量对Ni-P-Al2O3-PTFE复合镀层性能的影响

在复合镀液中添加不同含量的Al2 O3,采用化学镀方法制备Ni-P-Al2 O3-PTFE(聚四氟乙烯)复合镀层,研究了复合镀液中Al2 O3质量浓度(0～3.0 g·L-1)对复合镀层显微组织、硬度、耐磨性能的影响.结果表明:随着复合镀液中Al2 O3掺杂量的增加,化学镀Ni-P-Al2 O3-PTFE复合镀层中Al2 O3含量先升高后降低,Ni-P基质的结晶性先增强后减弱,硬度先升高后降低,磨损质量损失先减小后增加;当Al2 O3质量浓度为2.0 g·L-1时,Ni-P基质结晶性优良,Ni-P-Al2 O3-PTFE层与Ni-P过渡层结合良好,复合镀层中Al2 O3的含量最高,PTFE、Al2 O3粒子均匀弥散地镶嵌在Ni-P基质中,复合镀层的硬度最高,为7.6 GPa,磨损质量损失最低,复合镀层具有优异的耐磨性能.     

Zn_2SnO_4气敏材料的共沉淀法制备及其氧化物掺杂改性

新型复合材料Zn_2SnO_4具有良好的气敏性,文献鲜有报道Zn_2SnO_4材料的制备以及氧化物掺杂改性;因此采用液相共沉淀法制备了Zn_2SnO_4粉体材料,利用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的结构进行了表征;通过固相反应制备了MnO_2,Li_2O掺杂的Zn_2SnO_4粉体,对旁热式气敏元件的性能进行了测试.实验发现Zn_2SnO_4是一种性能优良的酒敏材料,氧化物掺杂剂MnO_2和Li_2O的加入明显提高了材料对乙醇气体的灵敏度和选择性,质量百分含量为0.5%的Li_2O的掺杂量可以使元件对于体积分数为50×10-6的乙醇气体灵敏度达到150.     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

锡掺杂量对In_2O_3粉体光学性能和形貌的影响

采用固相反应法在800℃烧结制备出了不同锡掺杂量的(In1-xSnx)2O3(x=0,0.01,0.02,0.05)粉体,通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、傅里叶红外光谱仪(IR)、紫外吸收可见光谱(Uv-vis)分析仪以及扫描电镜(SEM)等对(In1-xSnx)2O3粉体的结构、光学性能和形貌进行了表征。结果表明:不同锡掺杂量的(In1-xSnx)2O3粉体都保持了In2O3的立方相晶胞结构;锡的掺杂改变了In2O3的紫外-可见吸收性能和红外吸收性能,抑制了In2O3粉体颗粒的长大,使其结构变得更加紧密。     

Cr2O3掺杂量对SnO2压敏电阻微观结构和电气性能的影响

以SnO₂粉、CuO粉、Nb₂O₅粉、Cr₂O₃粉为原料,采用粉末冶金技术烧结制备(98.95-x)SnO₂-1CuO-0.05Nb₂O₅-xCr₂O₃(x=0,0.01,0.02,0.03,0.05,物质的量分数/%)压敏电阻,研究了Cr₂O₃掺杂量对该压敏电阻微观结构和电气性能的影响。结果表明：随着Cr₂O₃掺杂量的增加,烧结试样的相对密度、收缩率、平均晶粒尺寸均先增大后减小,当Cr₂O₃物质的量分数为0.02%时相对密度和收缩率最高,Cr₂O₃物质的量分数为0.01%时晶粒尺寸最大,粒径分布最均匀;随着Cr₂O₃掺杂量增加,SnO₂     

Al2O3-Si2O短纤维结构与长径比分析

利用TEM、XRD及偏光技术研究了国产Al2O3-Si2O短纤维的结构，结果表明，纤维具有分层结构，纤维外表面是由具有莫来石的织构所组成，织构轴为[101]，纤维心都是细小的莫来石多晶结构，长径比的平均值是7.32。     

不同Al2O3含量ZrO2(3Y)/Al2O3纳米复合粉体的制备与表征

采用化学共沉淀法制备了Al2O3数量分数为0%～30%的ZrO2(3Y)/Al2O3纳米复合粉体,研究了Al2O3含量和煅烧温度对粉体相结构、晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果表明800℃×2 h煅烧的复合粉体只出现t-ZrO2相,不出现Al2O3的任何晶相;Al2O3的添加抑制了ZrO2(3Y)晶粒的增长和四方相向单斜相的结构相变,使相变温度显著提高,晶格畸变增大.     

Al_2O_3-H_2O纳米流体冻结过程的数值模拟和试验研究

纳米流体作为强化换热介质,是目前的研究热点,但关于其相变过程的研究较少。利用当量比热法,在COMSOL有限元模拟软件中对质量分数为5%,不同粒径(10、20、50、100、500nm)的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水的冻结过程进行数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行了对比。二者具有较好一致性,表明烧杯中心和壁面附近的温度变化趋势有较大区别,中心处的温度变化更能反映样品的冻结过程;当质量分数为5%时,Al2O3-H2O纳米流体的相变时间与去离子水相比较短,且纳米流体的相变时间随Al2O3粒径的增大而增加。     

水相体系中纳米α-Al2O3的分散稳定性研究

采用无机电介质六偏磷酸钠(SHP),非离子型表面活性剂聚乙二醇(PEG400),阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CATC),阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,研究纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性.系统研究了分散剂质量分数、分散剂种类、pH值以及超声时间对于纳米α-Al2O3在水相介质中的分散性能的影响.结果表明,分散剂的质量分数对于分散体系稳定性影响最大,每一种分散剂都有其最佳值.随着超声时间的增加,分散体系稳定性呈先增后减的趋势.选用SDBS作为分散剂,分散剂质量分数为2.0％,pH =9,超声时间为20 min时纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性最好.     

显微结构对Y-TZP/Al2O3复合陶瓷磨料磨损性能的影响

以不同Y2O3加入方式(如化学共沉淀和机械混合)制备的Al2O3增强Y-TZP陶瓷(AZD)为研究对象，研究了显微结构对陶瓷耐磨性的影响。结果表明：化学共沉淀法制备的CYADZ与机械混合的MYADZ的硬度和断裂韧性值相近：CYADZ结构均匀、品粒细小，而由于Y2O3的不均分布，MYADZ结构不均、晶粒相差较大。球磨磨料磨损后，CYADZ复合陶瓷较MYADZ复合陶瓷耐磨性好，宏观力学性能如硬度和断裂韧性对陶瓷材料耐磨性的影响应以显微结构为先决条件。     

用红外光谱技术分析Sm2Zr2O7的形成机制

采用红外光谱(FT-IR)技术分析了以Sm2O3和ZrO2为原料,固相反应制备Sm2Zr2O7的形成机制.结果表明:Sm2O3中的Sm3 逐渐向ZrO2晶格中扩散并取代Zr4 的位置形成萤石结构的ZrO2-Sm2O3固溶体,由于二者化合价的差别为保持晶格结构局部的电中性而引入了氧空位,氧空位的引入加快了ZrO2与Sm2O3固溶过程;随着温度的升高,已形成ZrO2-Sm2O3固溶体转变为焦绿石结构的Sm2Zr2O7,并在1500℃以后形成Sm2Zr2O7晶体,整个过程没有其它中间相出现.     

钡掺杂对Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷结构和介电性能的影响

采用固相烧结法制备了Bi_(1.5-x)Ba_xZnNb_(1.5)O_7(x=0.05,0.10,0.15,0.20,物质的量比)陶瓷,研究了钡掺杂量x对陶瓷烧结性能、结构和介电性能的影响。结果表明:掺杂钡后陶瓷的烧结温度从1 050℃降至960℃,其物相均为单一焦绿石相,且其衍射峰随钡掺杂量的增加向小角度方向偏移;陶瓷的介电常数和介电损耗随钡掺杂量的增加而增大;不同频率下,不同钡掺杂量陶瓷在低温区域均出现介电弛豫现象;介电弛豫峰随钡掺杂量的增加逐渐宽化和平坦化,且向高温方向移动;随着钡掺杂量的增加,陶瓷的弛豫程度先减小后增大,弛豫激活能和温度系数先增大后减小。     

Na_2O含量对金刚石砂轮用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂性能的影响

采用球磨法制备Na_2O质量分数分别为12.31%,9.31%,7.31%的Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂,研究了Na_2O含量对烧结前后陶瓷结合剂的物相组成、力学性能、热膨胀系数,以及对陶瓷结合金刚石砂轮抗弯强度的影响。结果表明:较高的Na_2O含量有利于抑制石英相的析出;随着Na_2O含量的增加,烧结后陶瓷结合剂的硬度和抗弯强度降低,热膨胀系数在较低温度(620~640℃)烧结后增大,在较高温度(660~680℃)烧结后先增后降;当Na_2O的质量分数为9.31%、烧结温度为680℃时,所得陶瓷结合金刚石砂轮的抗弯强度最大,为53.5 MPa;3种陶瓷结合剂制备得到的金刚石砂轮具有相似的微观结构。     

大气等离子喷涂工艺参数对Cr2O3涂层磨损性能的影响

通过正交试验分析了大气等离子喷涂中经常需要调整的工艺参数,即电弧电流、氩气流量、氢气流量和喷涂距离对Cr2O3涂层磨损性能的影响,并进行了磨痕的显微形貌观察和能谱分析.结果表明:影响涂层磨损性能由大到小的参数顺序依次为喷涂距离L、氢气流量GH2、电弧电流Ⅰ、氩气流量Gar;随Ⅰ、Gar、L的增大,涂层磨损量先减小后增加;随H2的增大,涂层磨损量减小;最佳工艺参数为电弧电流650 A,氩气流量40 L·min-1,氢气流量10 L·min-1,喷涂距离100mm;Cr2O3涂层的磨损机理为微观断裂剥落和粘着磨损共同作用.     

钴包覆纳米Al2O3/TiCp复相陶瓷的力学性能及其增韧机制

利用钴包覆的纳米Al2O3和TiC粉料采用热压烧结法制备了抗弯强度为782MPa、断裂韧度为7.81MPa·m 1/2的复相陶瓷材料,并建立了该种材料的显微结构示意图,从界面的角度分析了力学性能提高的原因.观察材料的断口形貌发现形成了晶内型结构,并观察到了裂纹的扩展路径以及裂纹的分叉、偏转、桥联等现象.     

瓦楞辊表面等离子喷涂Cr2O3涂层性能研究

利用等离子喷涂技术在瓦楞辊材料42CrMo合金钢表面涂镀Cr2O3硬质涂层,以期提高材料表面耐磨性能.用显微硬度仪测试涂层的硬度,用MFT-4000型高速往复摩擦磨损试验机对涂层进行耐磨性能试验.并用扫描电镜(SEM)、X光衍射仪(XRD)分析了涂层的截面形貌和相结构.结果表明:等离子喷涂Cr2O3涂层后试样表面硬度达到HV1 184.1,试样表面摩擦因数减小,抗磨损性能大幅提高.     

CaO-B2O3-2SiO2干凝胶制备及其生物模拟矿化现象

采用溶胶一凝胶和常压干燥法制备了CaO-B2O3-2SiO2干凝胶。首次研究了干凝胶在37℃,初始pH=9的K2HPO40．25M水溶液中的生物模拟矿化现象,采用XRD、FTIR和SEM分析了干凝胶及其矿化产物的微观结构和形貌。研究表明,CaO-B2O3-2SiO2干凝胶具有硼硅二元复合氧化物的网络骨架,经矿化反应10d后可转变成呈交叉形式排列的片状碳酸羟基磷灰石晶体,并具有多孔状微观形貌结构。