放电等离子烧结技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展

MgAl2O4透明陶瓷由于其优良的力学性能及在可见光和红外波长范围内优异的光学性能,被认为是一种非常重要的光学材料.总结归纳了放电等离子烧结(SPS)技术制备MgAl2O4透明陶瓷的研究进展,重点介绍了温度和压力对材料最终光学性能的影响.分析表明,放电等离子烧结过程中升温速度、预压力对最终光学性能有较大影响.据此提出了相应的解决措施,并对今后的研究应用方向进行了展望,为进一步的深入研究奠定了基础.     

多孔陶瓷的显微结构与性能

综述了多孔陶瓷的显微结构及其性能.多孔陶瓷的力学性能、热性能和电性能等均依赖于固体在孔壁和孔棱的分布方式,其微观组织结构直接影响着多孔陶瓷的物理及化学性能,进而影响到它的应用场合.通过研究多孔陶瓷的显微结构,可以改善其制造工艺、优化结构参数,使其更好地在化工、能源、环保等多个领域得到广泛应用.     

泡沫陶瓷/聚氨酯复合材料的制备及性能研究

以不同孔隙密度泡沫陶瓷作为复合材料骨架，选用聚氨酯作为基底材料填充进泡沫陶瓷，制备出泡沫陶瓷-聚氨酯复合材料。通过分析复合材料的微观形貌，以及对材料的压缩和冲击性能进行测试分析，研究了不同孔隙密度泡沫陶瓷对复合材料压缩性能及冲击性能的影响。结果表明：加入泡沫陶瓷后的复合材料界面结合紧密，性能得到提高。当泡沫陶瓷的孔径密度为40ppi时，复合材料压缩强度得到了极大提高，达到了16.52MPa,相比较纯PU,压缩强度提高了84.2%,复合材料压缩强度达到最大。但复合材料的抗冲击性能与泡沫陶瓷孔隙密度成反比，泡沫陶瓷孔隙密度越低，材料抗冲击性能越好，20ppi泡沫陶瓷聚氨酯复合材料冲击能量为66.25J,与纯聚氨酯相比，冲击能量提高了367.2%,性能得到明显增长，表现出良好的力学性能，可在建材领域加以利用。     

先进近零膨胀陶瓷研究进展

陶瓷材料易受外界温度剧变的影响,在材料中产生热引力,导致陶瓷材料失效.因此近零膨胀陶瓷在耐热冲击性能上具有显著优势,应用十分广泛,一直是材料学界研究的热点.介绍了磷酸盐、钛酸铝、微晶玻璃、钨酸锆几类典型的耐热冲击陶瓷材料,重点介绍了其热膨胀性能、现阶段的应用情况和国内外的发展状况.并提出了研究中存在的问题及其今后的发展方向.     

锂离子电池玻璃及玻璃陶瓷固体电解质材料研究

综述了固态锂离子电池用的玻璃及玻璃陶瓷固体电解质材料研究现状, 包括氧化物、硫化物及氧硫化物玻璃固体电解质材料和氧化物、硫化物玻璃陶瓷固体电解质材料的电化学性能, 并讨论了材料的结构和形貌对其电化学性能的影响, 以及全固态电池的性能, 最后对全固态锂离子电池的应用进行了展望.     

止裂层对陶瓷复合防弹插板冲击损伤行为研究

目的 研究冲击载荷下迎弹面覆盖止裂层的复合防弹插板陶瓷面板碎裂机理和抗侵彻性能。方法 对所设计的复合防弹插板进行空气炮打靶试验,构建冲击仿真有限元计算模型。结合试验和数值模拟,研究覆盖环氧树脂、凯夫拉平纹织物止裂层及无止裂层复合防弹插板的抗侵彻性能,分析不同冲击速度下复合防弹插板陶瓷损伤失效过程。采用内聚力单元对止裂层和陶瓷之间的黏结区域进行建模,分析黏结程度对陶瓷损伤和失效的影响。结果 止裂层表面约束的陶瓷在冲击过程中产生的径向裂纹随着撞击点附近的环向拉应力波的传播而延伸。止裂层黏结作用增强时,陶瓷的冲击缺口面积增大,但质量损失基本不变;迎弹面止裂层未对侵彻过程中子弹动能和复合防弹插板背凸情况产生显著影响。结论 止裂层在一定程度上能减少陶瓷质量损失,但也会造成更多的损伤,这种现象在高速情况下较为明显,且凯夫拉平纹织物止裂层所造成的损伤更多。相关研究工作可为陶瓷复合防弹板的设计提供参考。     

放电等离子烧结技术及其在陶瓷制备中的应用

综述了放电等离子烧结(SPS)技术在国内外的发展概况,简单介绍了SPS系统的基本配置,深入探讨了SPS的烧结机理及其技术特点,着重介绍了SPS技术在制备高致密度、细晶粒陶瓷等方面的应用,并对燃烧合成氮化硅粉体进行了放电等离子烧结的试验研究,得到了机械性能优于热压烧结的氮化硅陶瓷.结果证明放电等离子烧结在陶瓷的快速致密化中显示出了极大的优势,是一项有重要使用价值和广泛前景的新技术.     

一种冲击式压电发电机的实验研究

介绍了自行设计制作的一种冲击式压电发电机。首先通过分析影响压电陶瓷发电量的因素,确定压电陶瓷的尺寸,并给出了冲击弹簧与恢复弹簧的刚度设计要求,然后测量了压电陶瓷叠片的模态及压电发电机的力谱,可以看出其冲击力能激发出压电陶瓷的轴向振动模态,从而使其产生的电荷能最多。最后,对压电发电机的性能进行了测试,得到其瞬时发电功率在0.3W左右,能够点亮210个并联发光二极管。     

纳米陶瓷研究进展

20世纪80年代中期发展起来的纳米陶瓷,对陶瓷材料的性能产生了重要的影响,为陶瓷材料的利用开拓了一个新的领域,已成为材料科学研究的热点之一.综述了国内外纳米陶瓷的研究动态,介绍了纳米陶瓷粉末的制备、表征,以及纳米陶瓷的性能和应用.     

铝电解惰性阳极近10年发展状况

铝电解惰性阳极的研究和应用对环境、能源和国民经济有着深远的影响.概述了近10年来4种铝电解惰性阳极的最新进展,评述了它们各自的优点及存在的问题,面临的挑战及应用前景.其中金属陶瓷、金属合金和梯度材料是当前研究的重点.尽管它们的设计方案不同,其原理都是利用金属改善阳极的导电导热性、抗热震性和可加工性;陶瓷或在阳极表面形成陶瓷以抵抗熔融冰晶石的腐蚀.     

多孔PZT95/5铁电陶瓷材料研究进展

基于铁电材料冲击波去极化效应的高功率脉冲电源在国防和高新技术领域具有重要应用。PZT95/5铁电陶瓷是目前铁电体高功率脉冲电源应用的理想材料。近年来, 多孔PZT95/5铁电陶瓷被发现具有更优异的综合性能而引起广泛关注。本文概述了多孔PZT95/5铁电陶瓷在微结构与性能调控、冲击波加载下的响应行为以及抗冲击损伤机制等方面的最新进展。研究发现, 具有合适气孔率和气孔分布的多孔PZT95/5铁电陶瓷具有优异的抗冲击损伤和耐电击穿性能; 多孔脆性材料中破碎介质的“滑移与转动”变形机制增强了材料的塑性变形, 从而提高了多孔材料的抗冲击损伤性能。最后, 简要介绍了BNT基无铅铁电陶瓷以及PIN-PMN铁电单晶在高功率脉冲电源方面应用的研究进展, 并对未来研究工作提出展望。     

基于FPGA的高精度压电陶瓷数字驱动电源

 针对压电陶瓷驱动器在六自由度微动平台中的应用,研制了基于FPGA和PA85的六通道高精度数字驱动电源.该驱动电源分为D/A转换和高压线性放大两个模块,D/A转换模块将计算机发出的数字信号指令转换成模拟电压信号输出并进行初级低压放大,高压线性放大模块采用直流放大式电路,将经过初级放大的电压信号进行高压放大.实验结果表明,该驱动电源具有输出精度高、响应速度快、驱动能力强、稳定性好、结构简单、集成度高和调试方便等特点,能有效地应用于六自由度微动平台驱动中.     

PZT95/5铁电陶瓷的掺杂改性研究

采用固相烧结法制备锆钛酸铅95/5(PZT95/5)材料,以“相同化合价,不同原子半径;相近原子半径,不同化合价”的原则,选择了碱金属族、碱土金属族元素的碳酸盐以及Fe₂O₃、SiO₂、Nb₂O₅、WO₃等作为掺杂物分别对其进行掺杂改性.研究了掺杂对材料介电性能、极化性能和低温-高温铁电相的相变温度的影响.发现受主掺杂使得材料的介电常数降低,施主掺杂使得材料的介电常数提高;剩余极化随着掺杂离子的化合价增大而增大;制备得到了低温-高温铁电相相变在15℃的铁电材料,在实际应用上有重要意义.     

PZT95／5铁电陶瓷的声速及力学参数研究

本文研究了高密度PZT95／5陶瓷的声速及基本力学参数。与低密度陶瓷的研究结果对比，显示陶瓷的制备方法对陶瓷的声速影响较大：随密度增加，陶瓷的声速线性增加。极化方向对陶瓷的声速也有影响，声波方向平行于极化方向的陶瓷纵波声速最大，横波声速最小。     

溅射工艺参数对PZT铁电薄膜相变过程的影响

采用射频磁控溅射工艺,在（１１１）Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上用ＰＺＴ（５３／４７）陶瓷靶制备铁电薄膜。用快速光热退火炉对原位沉积的薄膜进行ＲＴＡ处理。     

Influence of polarization on properties of 0–3 cement-based PZT composites

In this paper, studies on a new 0–3 type cement-based PZT (lead zirconate titanate) composite are presented. Using a normal mixing and compacting method, up to 50 vol.% PZT ceramic powder can be easily incorporated into the composites. The behaviors of the cement-based PZT composites under different polarizing conditions have been investigated on the piezoelectric properties both theoretically and experimentally. It shows that cement-based PZT composites have their own unique characteristics. There is a good potential for the application of 0–3 type cement based piezoelectric composites in civil engineering.     

PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷脉冲换能电输出

讨论了PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷在冲击波压缩下的释放电性能,并利用PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷设计了三种脉冲电源,分别实现了恒定电流、台阶电流和恒定电压等不同条件的电能输出.实验结果表明,PZT 95/5-2Nb铁电陶瓷可适用于多种性能的脉冲能源,具有电流输出幅值和波形易于控制,电流脉冲上升前沿陡,电源体积小等特点,具有广阔的应用前景.     

多孔PZT95/5铁电陶瓷的机械性能和铁电性能研究

采用添加造孔剂的方法制备多孔锆钛酸铅(PZT95/5)铁电陶瓷, 研究了孔结构包括孔隙率、孔径及孔形状对多孔PZT95/5陶瓷机械性能和电性能的影响及机理, 并揭示多孔PZT95/5陶瓷微观结构、机械性能和铁电性能的内在联系。研究表明: 孔隙率的增加降低了多孔PZT95/5陶瓷的声阻抗, 改善了陶瓷与封装材料的声阻抗匹配. 孔隙率增加, 多孔PZT95/5陶瓷的屈服应力和剩余极化强度降低, 矫顽场强增大。孔结构对多孔PZT95/5陶瓷屈服应力的影响可由应力集中理论解释; 多孔PZT95/5陶瓷剩余极化强度随孔结构的变化可用内应力结合空间电荷理论加以解释。     

PZT95/5铁电陶瓷晶粒度对冲击波作用下击穿电压的影响

在气炮加载条件下,分别测试了两种晶粒度的PZT95/5铁电陶瓷样品在冲击波作用下的击穿电压,并采用Weibull分布分析了所获得数据.结果表明,PZT95/5铁电陶瓷在冲击波作用下的击穿电压分布可以用二参数Weibull分布模型描述,从击穿电压密度分布函数和失效率函数来看,晶粒度为2.5μm的PZT95/5样品的击穿电压分布优于晶粒度为7μm的PZT95/5样品击穿电压分布.     

晶体结构对压电陶瓷微位移驱动器特性的影响

对钙钛矿结构的ＰＺＴ－５和钨青铜结构的ＰＢＮＮ二种压电陶瓷制成的压电微位移器进行了电压－位移特性的比较和分析，发现我们所研制的ＰＢＮＮ压电微位移器具有线性好、回零好、等优点。