Nd2O3掺杂对Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷相结构及热膨胀性能的影响

采用固相烧结法制备了Nd2O3掺杂Ta2O5-Y2O3-ZrO2体系热障涂层陶瓷材料。分别利用X-射线衍射仪、扫面电子显微镜和热膨胀仪对陶瓷材料的物相组成、显微结构以及热膨胀性进行了分析。结果表明,Nd2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料以四方相为主晶相,随着Nd2O3掺入量的增加,出现单斜相和少量其它杂相,且陶瓷材料的体积密度增大,热膨胀系数减小,晶粒也有所减小,表明稀土氧化物Nd2O3具有抑制晶粒长大和抗烧结的作用。     

高能球磨制备Al2O3/Cu复合材料

采用高能球磨法制备Al2O3/Cu复合粉末,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)研究高能球磨时间对复合粉末的物相、晶粒尺寸和表面形貌的影响。结果表明,随球磨时间的增加,基体Cu的晶粒不断被细化,在球磨初期,晶粒尺寸减小很快,当晶粒尺寸小于20 nm时,细化速率变缓而趋于稳定;Cu颗粒形貌由树枝状变为层状,并向椭球体转变;纳米Al2O3颗粒逐渐嵌入Cu颗粒体内,且分散均匀,从而获得纳米Al2O3颗粒弥散分布的Cu基复合粉末。并探讨了高能球磨对放电等离子体烧结Al2O3/Cu复合材料导电性能和力学性能的影响,研究认为高能球磨可以促进基体的晶界强化和弥散强化,而晶界的增加并不会导致电阻率的显著增大,影响电阻率的主要因素为Al2O3的体积分数、孔隙和杂质的固溶。     

球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3/Mo混合粉体,利用高能球磨法细化Al2O3/Mo复合材料中氧化铝和钼的晶粒尺寸,研究了球磨时间对Al2O3/Mo复合材料组织与性能的影响,利用XRD和扫描电镜对复合粉末形貌和复合材料进行了物相和形貌分析。研究表明:随着球磨时间的延长,复合粉末的形貌经历了球状到层片状再到球状的变化,粉末粒度逐渐减小,经粉末冶金烧结后的复合材料中,氧化铝和钼的粒径逐渐减小,经过60h的球磨,氧化铝颗粒的尺寸达到500nm左右;复合材料的密度呈现先增加后减小的趋势,显微硬度则逐渐上升至403.2HV。     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

电泳沉积法制备Fe2O3膜及其烧结致密化

采用电泳沉积技术在Ni基体上制备Fe2O3膜,研究pH值对Fe2O3悬浮液稳定性的影响;沉积时间对电泳沉积速率,沉积层厚度及致密度的影响;高温处理对Fe2O3膜的致密度及膜与基体之间结合性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、纳米粒度及zeta电位分析仪对电泳沉积进行表征。实验结果表明:当pH值为3时,悬浮液的zeta电位高达67 mV以上,此时悬浮液分散均匀。当电场强度为30 V/cm,沉积时间为120 s时,可以制备出均匀、无裂纹、相对密度为56%的Fe2O3膜。经1 000℃与1 100℃热处理4 h后,Fe2O3膜的致密度有所提高,与基体之间的结合性能改善。     

机械合金化法制备NiCrAlCoY涂层的研究

采用高能球磨机在室温下于碳钢表面制得NiCrAlCoY涂层,利用SEM、EDS、XRD、显微硬度测试和高温氧化实验等方法分析涂层的显微形貌、组织结构、显微硬度及高温氧化性,并对机械合金化过程中基体表面形成涂层的机理作了初步探讨.研究结果表明,提高球磨转速有利于涂层厚度、显微硬度的增加和抗高温氧化性的提高;以400r/min球磨10 h时,碳钢表面形成界面结合良好且平均厚度为50μm的NiCrAlCoY涂层;合金涂层显微硬度HV0.1 最大达706,约为基体硬度的3倍;界面结合处的硬度呈梯度变化,对涂层起到良好的支撑作用,而涂层的存在显著提高了基体的抗高温氧化性能.     

低压等离子喷涂CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层组织及性能研究

在SUS304钢基体上利用低压等离子喷涂（LPPS）技术制备CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪、显微硬度计对涂层的组织与性能进行了分析,研究了涂层的耐冲刷腐蚀以及抗高温氧化性能。结果表明：LPPS制备的CoCrAlYTa-10%Al2O3涂层结构致密,硬度高,涂层与基体结合良好,具有良好的抗冲刷腐蚀及抗高温氧化性能。     

高能球磨制备NiCr-Cr_2O_3-BaF_2/CaF_2复合粉末及其爆炸喷涂层的性能

为了制备高性能复合涂层,以70%NiCr、20%Cr2O3及10%BaF2/CaF2为原料,采用高能球磨方法制备了复合粉体,并通过特定的爆炸喷涂工艺制得复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等对球磨后粉体和喷涂层的微观形貌、组织结构、成分及物相组成进行了分析。根据HB5143-96测定了爆炸喷涂复合涂层与基体间的结合强度。结果表明:随球磨时间的延长,粉体球形化程度逐步加大,颗粒尺寸逐步减小,粒度分布趋于集中,颗粒成分及结构均匀性逐步提高;当球磨11h后,粉体中的BaF2和CaF2固溶于NiCr合金,Cr2O3颗粒在NiCr基体内部镶嵌;通过爆炸喷涂将球磨粉喷涂在不锈钢基体上,其涂层微观组织均匀致密,显微硬度Hv为578,涂层与基体结合强度为67MPa,综合性能优于混合粉喷涂层。     

Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2体系相稳定性研究

研究了Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料的相稳定性。采用X射线衍射来表征材料从200℃至1 500℃的相稳定性。结果表明:经200℃至1 500℃等温热处理后,Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料仍由单一的四方相组成,说明Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料在低于1 500℃以下温度热处理具有良好的相稳定性。另外,该体系表现出与成分无关的高四方度,这可能是具有良好四方相相稳定性的原因。     

机械合金化制备Ti-Al非晶复合涂层及其性能研究

采用机械合金化技术于TC4(Ti6Al4V)基体表面成功制备出Ti-Al非晶复合涂层。利用XRD、SEM、EDX等检测手段对涂层的物相组成与显微形貌进行分析,并研究了基体与涂层的显微硬度及摩擦磨损性能。结果表明,随着球磨时间的增加,涂层的厚度有效增加,组织更加均匀、致密;当球磨时间为6h时,基体表面形成了Ti-Al非晶复合涂层,厚度约185μm,其硬度最大值为HV0.1425,超过基体硬度平均值的两倍;球磨6h所得涂层的摩擦因数有效降低,可使TC4材料的耐磨性显著提高。     

CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3转光玻璃的合成及荧光性质

X射线衍射研究表明CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3体系的玻璃化温度在1025℃附近.荧光光谱和ESR谱研究表明,在CaO-La2O3-B2O3-Eu2O3玻璃体系中存在着Eu2+和Eu3+两种价态离子. 316, 360, 379, 394, 413, 462和532nm锐线激发峰和592,616和650红区发射峰分别对应Eu3+的f-f激发跃迁和5D0-7FJ (J=1,2,3)跃迁发射;351nm和427nm宽带激发峰和蓝区发射分别对应Eu2+的5d-4f激发跃迁和发射.     

Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al₂O₃/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y₂O₃、La₂O₃稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al₂O₃/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al₂O₃La₂O₃Y₂O₃/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.      

CaO含量对CaF2-Al2O3-CaO-Ce2O3渣系中Ce2O3行为的影响

在Fe-Cr-Al合金中添加微量的稀土元素可显著改善合金的使用性能, 文中以电渣重熔生产Fe-Cr-Al合金所用稀土渣为研究对象, 根据离子-分子共存理论(IMCT)建立了1 823 K时CaF₂-Al₂O₃-CaO-Ce₂O₃四元渣系热力学质量作用浓度模型.结果表明:当渣系中CaO和Al₂O₃的质量百分数之比维持在1:1, 即w_CaO /w_Al2O3=1时, 随着Ce₂O₃含量增加, 渣中铈铝酸盐Ce₂O₃·Al₂O₃质量作用浓度(活度)显著增加, 但炉渣物相种类没有变化.渣系中Ce₂O₃含量分别在10 %, 20 %, 30 %, 40 %时, w_CaO /w_Al2O3值对组元活度的影响各不相同但有共同特征, 表现在处于约1.0~1.8时, CaO活度增加最迅速, Ce₂O₃活度增加, Ce₂O₃·Al₂O₃活度下降, 说明渣中CaO含量增加促进了Ce₂O₃·Al₂O₃分解而导致Ce₂O₃活度增加, 选取渣系进行熔融和X射线衍射实验, 用jade 5.0软件分析物相, 实验结果与计算一致.      

La2O3对ZrO2-Y2O3-Ta2O5陶瓷材料结构及性能的影响

采用固相合成法在氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)陶瓷材料的基础上引入氧化物Ta2O5以及稀土氧化物La2O3取代部分Y2O3,获得一种新型的La2O3-ZrO2-Y2O3-Ta2O5陶瓷材料。分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和STA-449C热膨胀仪对材料的物相组成、微观结构及热膨胀性能进行表征。结果表明,陶瓷材料的主晶相仍为四方相,晶粒尺寸减小,在RT～1200℃温度范围内热膨胀系数有所减小。     

Solubility of carbon in CaO-B2O3 and BaO-B2O3 slags

The solubility of carbon in molten CaO-B₂O₃ and BaO-B₂O₃ slags at high temperatures was measured to understand the dissolution mechanism of carbon into the slags. The B₂O₃-bearing slags, which have a wide range of liquids, at the temperature of interest have been applied to investigate the effect of basicity on the solubility of carbon from the saturation of acidic or basic components. The solubility of carbon, as a function of the composition of slags, shows a minimum value, and it is suggested that carbon dissolves by different mechanisms in the acidic and basic slags, respectively. From the infrared spectra measurements, the wave number indicating the B-C bond was found to be about 1150 cm⁻¹ in the acidic region of slags; hence, the incorporation of carbon into the borate network was confirmed qualitatively. The carbide capacity was compared to the nitride capacity, showing that the dissolutions of carbon and nitrogen into the slags are similar.     

Al2O3-V2O5体系的热力学优化

在对Al₂O₃-V₂O₅体系相图、热力学数据以及晶体结构数据进行综述与评估的基础上，采用相图计算方法对Al₂O₃-V₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述，利用对近似处理液相中存在的短程有序.将液相模型的最大短程有序设置在AlVO₄处，将VO₄3-当作液相中V₂O₅的基本组成单元.体系中AlVO₄相看作线性化合物.计算结果很好的重现了选定的实验数据，获得了一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质，为Al₂O₃负载V₂O₅型催化剂催化性能的提高打下坚实的基础.      

Research on Y2O3：Eu Phosphor Coated with In2O3

Y2O3：Eu red phosphor for FED application was prepared by high temperature solid-state reaction. The In2O3 coating by precipitation method to the phosphor was applied and the analyses of XRD, Zeta potential, SEM, EDS and low voltage cathodoluminescence （CL） were conducted for investigating the coating effect. The results showed that In2O3 coating promoted the low voltage CL of the phosphor efficiently. The promotion was possibly due to the enhancement of the surface conductivity of the phosphor grains.     

Spectral properties and energy transfer of Tm^3＋/Ho^3＋-codoped Ga2O3-Bi2O3-GeO2-PbO glasses

The 2.0 μm emission originating from Ho^3＋：^5I7→^5I8 were investigated upon excitation with 808 nm laser diode （LD） transition in Ho^3＋/Tm^3＋-codoped gallate-bismuth-germanium-lead glasses Energy transfer （ET） process between Tm^3＋： ^3F4 level and Ho^3＋： ^5I7 level was also discussed. It was noted that the measured peak wavelength and stimulated emission cross-section of Ho^3＋-doped bismuth-germanium-lead glasses were -2.02 μm and 5.1×10^-21 cm^2, respectively. Intense emission of Ho^3＋ in Tm^3＋/Ho^3＋-codoped GBPG glass were observed, which resulted from the ET between Tm^3＋： ^3F4 and Ho^3＋： ^5I7 level upon excitation with 808 nm LD.     

Synthesis of Al2O3/TiCN-0.2%Y2O3 Composite by Hot Pressing

Al2O3/TiCN composites were synthesized by hot pressing.The influences of components and HP temperature on mechanical properties,such as bending strength,breaking tenacity and Vickers hardness were investigated.The results showed that the mechanical properties of Al2O3/TiCN composite increased with temperature when hot pressing temperature is below 1650 ℃.The mechanical properties reached their maximums when the composites were sintered at 1650 ℃ for 30 min under hot pressing pressure of 35 MPa,the value of bending strength,breaking tenacity and Vickers hardness was 1015 MPa,6.89 MPa·m1/2,and 20.82 MPa,respectively.When hot pressing temperature was above 1650 ℃,density decreased because of decomposition with increased temperature,and mechanical properties dropped because of rapid growth of grains in size at high temperature.Microstructure analysis showed that the addition of Y2O3 led to the formation of YAG phase so as to inhibit the growth of crystals.This helped to improve breaking tenacity of the composites.TiCN particles with diameters of 1 μm dispersed at Al2O3 grain boundaries,inhibited grain growth and enhanced mechanical properties of the composites.SEM study of the propagation of indentation cracks showed that the bridge linking behavior between matrix and strengthening phase might lead to the formation of the coexisted field of crack deflection,branching and bridge linking.The mechanism of this phenomenon was that the addition of Y2O3 improved the dispersion of TiCN particles so as to enhance the tenacity of the composites.The breaking tenacity was changed from 5.94 to 6.89 MPa·m1/2.     

CaO--TiO2--Fe2O3三元系中Ca3TiFe2O8的生成机理

钒钛磁铁矿是烧结矿重要的原料之一,Ca₃TiFe₂O₈作为钒钛烧结矿中矿物被发现之后,其生成机理尚不明确.本文采用X射线衍射分析、元素能谱分析和TG-DSC分析相结合的方法,研究了Ca₃TiFe₂O₈的生成机理以及不同温度、CaO与TiO₂含量下Ca₃TiFe₂O₈的生成规律.实验结果表明,Ca₃TiFe₂O₈由Ca₂ Fe₂O₅和CaTiO₃反应生成,即CaO和Fe₂O₃反应生成Ca₂ Fe₂O₅;其后,与CaTiO₃反应生成Ca₃TiFe₂O₈.反应时间越长,Ca₃TiFe₂O₈的生成量越大,但反应温度对Ca₃TiFe₂O₈生成的影响并不明显.另外,还发现CaO含量越高,Ca₃TiFe₂O₈越易于生成,而且等摩尔Fe₂O₃和CaO下只要存在TiO₂,就会有Ca₃TiFe₂O₈生成.