两步熔盐合成技术制备片状SrTiO3晶体

采用两步熔盐法制备钙钛矿结构的片状SrTiO3晶体,利用XRD、SEM等手段研究了Sr3T2O7和SrTiO3晶粒的形成过程和微观形貌.结果表明,在SrCO3-TiO2-KCl体系中,片状Sr3Ti2O7的形成分两步进行,先由SrCO3、TiO2反应生成细小的Sr3Ti2O7相颗粒,再通过溶解一析出反应进行晶粒取向性生长,最终成为以(001)为主面的片状晶粒.1200℃保温4h后得到长10～20μm、厚约3μm的片状Sr3Ti2O7晶体.在Sr3Ti2O7-TiO2-KCl体系中,发现含Ti、Sr、O、K的晶须状中间化合物,同时出现较多等轴状SrTiO3颗粒,而且片形SrTiO3晶体较其前驱体Sr3Ti2O7有所增厚.这表明片形SrTiO3晶体的形成主要是Sr3Ti2O7因Sr、O析出产生切变而成,TiO2能够促进Sr3Ti2O7中Sr、O的析出,KCl熔盐同时起着传质介质和反应助剂的作用.     

锐钛矿型TiO2微米球的制备及表征

运用外加添加剂尿素的新技术,以水热法在玻璃基板上制备Ti O2微米球。采用SEM、TEM和XRD技术对产物进行表征,结果说明,生成的Ti O2晶体为锐钛矿型,Ti O2微米球的直径为2-3μm,它由大面积的Ti O2晶体自组装而成。制备产物的最佳条件是:0.15mol/LTi(SO4)2、Ti4+/添加剂摩尔比1/1、170℃、4h。     

H2Ti4O9纳米晶的制备与表征

采用机械化学法,利用离子交换反应,通过离子交换、层离和沉淀过程制备了高比表面积的H2Ti4O9纳米晶体.采用XRD、TEM、热分析、N2吸附脱附等温过程和吸收光谱对制备的H2Ti4O9纳米晶体进行了表征.结果表明,以TiO2纳米晶片形式存在的微晶Ti4O9^2-,其径向尺寸低于50nm,纳米晶片的比表面积取决于反应溶液的pH值和对前驱物K2Ti4O9球磨的时间.将K2Ti4O9球磨2h后悬浮于1mol/L HCl溶液中搅拌,进行离子交换反应,最后将溶液pH值调整至8,沉淀后所得产物H2Ti4O9的比表面积达328.4m^2·g^1.     

微波熔盐法合成片状晶体SrTiO3

采用在熔盐法中引入微波场的人工晶体生长新技术，在低温下成功地合成出了片状晶体SrTiO3。首先在助熔剂NaCl-KCl中合成片状前驱体Sr3Ti2O7，然后在片状晶体Sr3Ti2O7上外延生长制备出片状晶体SrTiO3，采用XRD和SEM分析产物的结构。结果表明，利用微波熔盐法在750℃保温3h得到了尺寸为10μm的片状Sr3Ti2O7，将前驱体Sr3Ti2O7和TiO2在微波场中于700℃保温2h得到了10～20μm的片状晶体SrTiO3。和常规熔盐法相比，微波熔盐法降低了SrTiO3的合成温度，节省了晶化时间，大幅度地降低了能耗。     

Mg-B_2O_3-TiO_2系的自蔓延高温合成机理

根据对Mg-B2O3-Ti O2体系的热力学计算结果,对反应的顺序做出初步判断;然后用Cu楔块燃烧波淬息法分析SHS反应各区域产物的组成及形貌变化,研究了晶体的合成和生长机理。热力学计算结果表明:在反应过程中首先由Mg还原B2O3得到B和Mg O,其次Mg还原Ti O2得到Ti和Mg O,最后B与Ti结合生成Ti B2。对于在反应过程中的中间产物,生成Ti3O5、Ti2O3、Ti O的可能性依次降低。实验结果表明:在燃烧中心由于反应较完全,没有产生中间产物;反应次中心和边缘的温度仍然较高,有少量的Ti2O3、Ti O;在燃烧底部因温度较低反应不完全,因而有少量的Ti3O5,实验结果与热力学分析结果吻合。在反应过程中Mg O先形核长大,部分Ti B2附着在Mg O上形核,随着温度的升高形成了细小的颗粒;部分Ti B2在粗大的Mg O之间独立形核,生长成典型的六角晶型;Ti B2的生长机理属于L-S机理,B和Ti交互富集生成了典型的六角晶型。     

Ti_2AlC/Al_2O_3复合材料的原位合成及其力学性能

以Ti、TiC、Al和TiO2为原料,通过原位热压反应烧结法在1 350℃合成Ti2AlC/Al2O3复合材料。利用XRD详细研究了其反应过程,并分析了Al2O3对材料微观结构和性能的影响。结果表明,该体系在热压过程中的反应分多步进行,主要包括Ti粉与Al粉反应生成Ti-Al金属间化合物,TiO2与Al反应生成Al2O3以及Ti-Al金属间化合物与TiC反应生成Ti2AlC材料。原位反应生成的Al2O3均匀分布在Ti2AlC晶界上,抑制了Ti2A1C晶体的异常生长,从而使基体相Ti2AlC晶粒细小、均匀。力学性能测试表明Ti2AlC/12%(质量分数)Al2O3复合材料的硬度、抗压强度、抗弯强度和断裂韧性较Ti2AlC单相材料分别提高了66%,126%,130%和19.3%,并分析了其改性机理。     

水热法生长复合钛宝石激光晶体

水热法生长了复合钛宝石(Al2O3／Ti：Al2O3)激光晶体．对外层Al2O3X射线ω扫描表明其晶体质量很高．外层生长的Al2O3和内部的钛宝石激光棒结合牢固、紧密，因而能适应高强度泵浦所带来的激光介质内部的热应力．复合激光晶体界面层带来的光损耗很小．就我们所知，这是首次用水热法生长复合激光晶体．     

热压反应烧结法制备Al_2O_3/Ti_2AlC复合材料及其微观结构和性能

以Ti、Al和活性炭粉为原料,通过高能球磨及热压反应烧结法在1200℃合成Al2O3/Ti2AlC复合材料,即是在Ti2AlC层状材料的制备过程中同时被合成。研究了烧结温度对反应产物的影响,并重点分析了材料微观结构和性能的关系。结果表明:高能球磨使Ti2AlC的烧结温度降低,热压烧结在1200℃时得到了物相比较均匀、致密的Al2O3/Ti2AlC复合材料;同时分析材料微观结构,少量Al2O3的引入抑制了Ti2A1C晶体的异常长大,使得晶粒细小且均匀。力学性能测试表明,该材料室温抗弯强度可达275.4MPa,断裂韧度可达10.5MPa.m1/2,密度为4.2g/cm3。     

水热法制备花状纳米片簇Li4Ti5O12及其储锂性能

以氢氧化锂和钛酸四丁酯为原料,采用水热法制备出花状纳米片簇Li4Ti5O12粉体,研究了不同原料配比对产物晶体结构的影响。采用XRD、SEM对Li4Ti5O12的晶体结构和形貌进行了分析,结果表明所得产物是由Li4Ti5O12纳米片层组成的花状微球,所得晶体为尖晶石型结构。恒电流充放电实验表明,Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1、1和2C下首次放电比容量分别为160、141和128mAh/g。     

水热法制备花状纳米片簇Li4Ti5O12及其储锂性能

以氢氧化锂和钛酸四丁酯为原料,采用水热法制备出花状纳米片簇Li4Ti5O12粉体,研究了不同原料配比对产物晶体结构的影响。采用XRD、SEM对Li4Ti5O12的晶体结构和形貌进行了分析,结果表明所得产物是由Li4Ti5O12纳米片层组成的花状微球,所得晶体为尖晶石型结构。恒电流充放电实验表明,Li4Ti5O12在充放电倍率为0.1、1和2C下首次放电比容量分别为160、141和128mAh/g。