改善氧化锆陶瓷材料抗热震性的探讨

通过分析氧化锆的热膨胀行为和相变特征 ,对改善氧化锆陶瓷材料抗热震性的途径进行了探讨。重点讨论了利用相变提高氧化锆材料抗热震性能的方法 ,并给出了实验结果。在所提到的改善氧化锆材料抗热震性的三种方法中 ,都不是以牺牲材料的致密度为代价的。     

氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析

文章通过对氧化锆陶瓷材料的热膨胀性以及相变的特征进行分析,着重探讨有效利用氧化锆的相变提高氧化锆材料实际抗热震性能的具体方法．以及如何提高材料抗热震性的可行性办法。     

碳,氮对氧化锆相结构稳定性的作用

利用热处理研究了碳、氮对氧化锆相结构和相变的影响。实验结果表明：碳、氢原子在高温下可以渗入到氧化锆中去，阻止了氧化锆高温相（四方相和立方相）在冷却过程中向低温相（单斜相）的转变。     

氧化锆相变稳定机制的研究进展及应用

综述了氧化锆相变的机理及相变稳定的影响因素,认为空位是影响氧化锆相稳定性最重要因素;对ZrO2相变增韧增强陶瓷材料的作用及作为固体电解材料、催化剂及催化剂载体方面的应用也作了简单阐述;并对今后的研究工作做了展望.     

氧化锆陶瓷酸腐蚀行为的研究

论述了氧化锆材料的相变过程,氧化锆在酸环境下的腐蚀行为,酸腐蚀的分析以及提高氧化锆材料耐酸腐蚀性能的途径,同时总结了近年来的主要研究成果。     

陶瓷的脆性与增韧

改善陶瓷材料的脆性是陶瓷学家们所长期关注的问题。纤维补强及氧化锆相变增韧在实践中被证实对改善陶瓷材料的脆性以及强化陶瓷是两条有效的途径。本文将就以上两条途径的研究中的某些问题进行简要的讨论。在纤维补强陶瓷复合材料的研究中指出纤维与基体之间在化学上的相容性的重要,在两者间的热膨胀和弹性模量上的匹配亦是不可忽视的以及认为西者的界面结合以适宜为度。在氧化锆相变增韧的研究中讨论了四方氧化锆(t-ZrO_2)的保持,应力诱导的可相变的t-ZrO_2以及对增韧作用有贡献的可相变的t-ZrO_2等问题。文中亦列举了Y-TZP和ZTA的有关性能。     

稀土稳定四方多晶氧化锆陶瓷相变微结构的表征

基于扫描电镜搭建的表征技术与分析方法集约研究平台,针对钕钇共掺氧化锆陶瓷开展了相变微结构的系统性定量研究。在推进抛光、成像、能谱及背散射通道衍射等技术的协同运用与集成发展的过程中,逐步探讨四方多晶氧化锆陶瓷的复相关系及相变行为。对比分析得到了适用于相鉴别和能谱定量分析的最佳制样方法,并研究了束斑扩展效应对能谱定量结果的影响,进一步结合二次电子和背散射电子成像及分析以解析双相氧化锆陶瓷的相变诱发行为。定量微结构与相关系研究的结合,不但揭示了烧结过程的微观图像,对相变机理的理解及调控也提供了新的可能。     

氧化锆包覆石墨复合粉体的制备

通过氯氧锆的水解,利用非均相成核的方法在天然鳞片石墨表面包覆水合氧化锆制备了氧化锆包覆石墨复合粉体.对复合粉体进行了形貌观察、结构分析、与水的润湿性及表面电位测定.研究结果表明,在石墨表面形成了较为均匀的氧化锆包覆层,所包覆的氧化锆为无定形,氧化锆包覆石墨复合粉体与水具有良好的润湿性,其表面特性与氧化锆相似.     

相变储能材料中降低过冷度的方法

本文简述了相变储能材料过冷度的研究进展和影响相变储能材料过冷度的因素,并分析了晶体成核理论以及成核过程中过冷现象产生的机理。综述了现阶段改善过冷度常用的有效方法,并根据这些方法总结并归纳出现阶段的不足以及对未来的展望。     

氧化锆粉末制备方法

氧化锆材料具有良好的氧离子传导特性。用它做成的固体电解质隔膜已广泛地用在氧浓度测定、氧泵和高温燃料电池等装置中。氧化锆材料还能用作高温发热元件和陶瓷发动机部件等。随着研究和开发工作的进展,它的应用范围将会日趋广泛。制作优质的氧化锆陶瓷材料十分重要的一步是制备氧化锆粉末。大家知道,氧化锆在1100℃附近有一相变点,同时伴随有体积变化。这种变化一般会引起陶瓷器件破裂。为消除这一相变,常加入氧化钙、氧化     

四方氧化锆相变增韧及其影响因素

从热力学角度探讨了影响四方氧化锆应力诱导相变及其增韧效果的主要因素,并提出了提高应力诱导相变增韧效果的若干措施。     

ZrO2纳米颗粒的添加对ZrO2/HA复合陶瓷物相和力学性能的影响

将液相掺杂CeO2和Fe2O3的钇稳定四方ZrO2纳米粉作为着色剂添加到微米ZrO2/HA体系中,1400℃烧结制备了ZrO2/HA纳米复合陶瓷.利用X射线衍射分析了复合陶瓷的物相组成;三点弯曲法、单边切口梁法及压痕法测试了陶瓷的力学性能;讨论了纳米氧化锆的添加对复合陶瓷力学性能及物相组成的影响,分析纳米氧化锆导致复合陶瓷力学性能改变的原因.根据复合陶瓷断裂前后单斜相氧化锆的含量变化,证实氧化锆纳米粉的添加不仅有利于复合陶瓷中四方相氧化锆的稳定存在,而且可以提高基体相变四方相氧化锆的含量,相变增韧作用加强.力学性能测试结果显示:体系中适量纳米氧化锆的存在可以提高材料的抗弯强度和断裂韧性20%以上,密度和硬度少量增加,但由于没有新物相引入,对弹性模量未造成影响.     

ZrO_2增韧陶瓷中四方相氧化锆的相变量、相变区宽度及其增韧机理的研究

利用X射线衍射技术研究了氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)和四方氧化锆多晶陶瓷(TZP)的断裂表面上四方氧化锆ZrO_2(t)的相变量和相变宽度。发现在ZrO_2增韧陶瓷(ZTC)中,ZrO_2(t)相变所需应力σ_T随着稳定剂Y_2O_3含量的增加而增大,断裂面上的ZrO_2(t)的相变量和相变宽度随之减小。在此基础上提出了修正的相变增韧公式: ΔK=0.21E_ce~TV_fh~(1/2)/(1-ν)+1.26V_fh~(1/2)σ_T(1-2ν)/(1-ν) 该式表明:(1)ZrO_2相变增韧存在一定的限制;(2)增加基质材料的强度是进一步提高ZTC的K_(Ic)和σ_f的关键。     

混空轻烃燃气液相析出成核热力学分析

混空轻烃燃气是将液态轻烃原料汽化、与空气按一定比例混合制成的可燃气体,是一种清洁燃料。但以戊烷为主的轻烃原料常温下为液态,汽化混合后的燃气存在露点较高问题。采用成核热力学理论研究局部温度、压力变化引起的相变/成核驱动力,进而研究液滴的成核能,得到混空轻烃燃气液相析出的成核机理、成核能及其与过冷度和过饱和度的关联关系。结果表明,相变/成核所需过冷度和过饱和度随温度、压力的增加而降低;尽管发生完全相变所需过冷度及过饱和度较高,较难达到,但液相析出成核所需过冷度及过饱和度则极易达到,因此防止燃料露点形成的重点是控制从成核到完全相变的发生。     

成核剂对相变材料Ba(OH)_2·8H_2O储热特性的影响

Ba(OH)_2·8H_2O作为一种中低温区间理想的相变材料,具有高潜热、性能稳定的优点,但成核过程中过冷严重。本文基于科学法和爱迪生法,用3种钡盐和3种常用成核剂进行了实验,结果表明,质量分数4%的Ba(OH)_2·H_2O效果最好,可以将过冷减小至1℃以内,其他成核剂减小过冷度效果不稳定或者会增大过冷度。4%Ba(OH)_2·H_2O成核剂的加入对基材Ba(OH)_2·8H_2O的储热性能影响不大,通过DSC测试,潜热为267.7k J/kg,相变温度为77.9℃。通过100次循环实验,4%Ba(OH)_2·H_2O+96%Ba(OH)_2·8H_2O复合相变材料的相变温度和相变潜热变化很小,最大影响幅度分别为0.63%和3.81%,热物性较为稳定。因此,4%Ba(OH)_2·H_2O可以作为Ba(OH)_2·8H_2O理想的成核剂在工业中应用。     

成核剂对蓄冷材料CaCl2溶液过冷度的影响

以氯化锶、硝酸锶、硝酸铜、硝酸锂、硝酸钴和硝酸铝为成核剂,研究了几种成核剂分别对30%氯化钙溶液过冷度的影响。结果表明,分别添加适量硝酸铜、硝酸锂、硝酸钴、硝酸铝虽能降低30%氯化钙溶液的过冷度,但会降低其相变潜热;而添加1.5%Sr(NO₃)₂或1.0%SrCl₂·6H₂O成核剂,既能有效地去除30%氯化钙溶液的过冷度,又对其相变潜热基本无影响,是较理想的成核剂。考虑到硝酸盐是无机盐材料中具有防腐性能且相变潜热值和导热系数较高的材料,故选择1.5%Sr(NO₃)₂作成核剂。     

氢氧化锆非等温热分解动力学研究

利用TG-DTG-DSC技术研究了氢氧化锆非等温热分解过程,应用模型法和非模型法对热分解过程进行了动力学分析,建立了动力学函数,得到了氢氧化锆热分解反应机理。氢氧化锆在氮气中热分解的活化能E=71.26 kJ/mol,指前因子lgA=18.20,机理函数积分式g(α)=[-ln(1-α)]4,微分式f(α)=(1-α)[-ln(1-α)]-3/4,反应机理为随机成核和随后生长。     

氧化锆陶瓷增韧方法的研究进展

本文综述了氧化锆的物理、化学性质、应用性能及改善氧化锆陶瓷韧性的方法,增韧的方法主要有:相变增韧、颗粒增韧、纤维增韧、自增韧、弥散韧化、协同增韧、纳米增韧等。     

冷却方式对Y_2O_3-ZrO_3陶瓷相变及力学性能的影响

研究了常压烧结Y_2O_3-ZrO_2陶瓷不同冷却方式对其力学性能及t—m相变的影响。试验结果表明;冷却方式不同可以使材料中t-ZrO_2相含量不同,这与t—m相变的成核有关,成核过程是温度和时间的函数。随冷却速度增大,相变开始点温度(M_s)降低,相变终了点温度(M_f)则不受冷却速度的影响。     

氧空位对氧化锆相结构稳定性及相变过程的影响

从晶体学和配位学的角度，结合电化学技术，讨论了氧空位对氧化锆相结构结构稳定性的影响及氧化锆四方相单斜相转变过程中的作用。结果表明：氧空位的存在与变化不仅影响着氧化锆相结构的稳定性，而且影响着氧化锆的低温相变过程。对于含有一定担氧空位的亚稳四方相氧化锆，氧空位浓度的增加与减少都会进一步降低其结构稳定性，使之更加容晚地向单斜相转变