锰离子掺杂对SnO_2~-Sb_2O_3系压敏材料电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了TiO_2-Co_3O_4-Cr_2O_3-Ni_2O_3-MnO掺杂的SnO_2-Sb_2O_3系压敏陶瓷材料.研究了MnO掺杂对SnO_2-Sb_2O_3系压敏陶瓷材料的致密化、小电流区非线性特性及脉冲电流耐受特性的影响.实验发现,少量的MnO掺杂可以改善材料的电压电流非线性特性和耐脉冲电流能力.但是当MnO的添加量多于0.06 mol%时,样品的非线性系数会减小,漏电流会升高.采用Mn(NO_3)_2水溶液作为MnO源能使Mn元素更均匀分布,比采用MnCO_3粉体获得的样品性能更好.当Mn(NO_3)_2添加量为0.06 mol%～0.1 mol%时,获得了电性能接近实际应用要求的产品,其非线性系数介于30～50,压敏电压V_(1mA)介于330～350 V/mm,并且能耐受峰值电流达1.5 kA/cm~2的8/20 μs波脉冲电流.     

Sb_2O_3,SiO_2和MgO复合掺杂的高梯度氧化锌压敏陶瓷材料

研究了对ZnO压敏陶瓷微观结构和压敏电压梯度的影响。研究发现,Sb_2O_3掺杂可有效提高ZnO压敏陶瓷的压敏电压梯度,但Sb_2O_3掺杂太多会使材料的非线性特性劣化。SiO+2掺杂也可显著提高ZnO压敏陶瓷的压敏电压梯度,除了提高压敏电压梯度外,SiO_2掺杂还可改善材料的电压非线性特性。MgO掺杂可进一步提高材料的压敏电压梯度。当Sb_2O_3,Si O2和Mg O掺杂量分别为2.8 mol%,0.3 mol%和0.2 mol%时,获得了压敏电压梯度、电压非线性系数和漏电流分别为470 V/mm,89和0.12μA的高梯度压敏陶瓷材料,该材料可承受峰值电流密度为2.7 k A/cm2的8/20μs波脉冲电流冲击。     

ZnO籽晶对ZnO-Bi_2O_3-TiO_2-Sb_2O_3系陶瓷微观结构和压敏性能的影响

研制了添加预制ZnO籽晶的ZnO Bi2 O3 TiO2 Sb2 O3系压敏陶瓷 ,测量了添加不同含量籽晶的ZnO陶瓷的压敏电压 (V1mA)、非线性系数 (α)和漏电流 (IL)等电学性能参数 ,采用XRD和SEM研究了籽晶对ZnO压敏陶瓷微观结构的影响。研究结果表明 ,籽晶的含量对晶粒的生长状况以及Ti4 离子的分布状况都具有显著的影响 ,当ZnO籽晶添加量为 1 0 %时可获得压敏性能最为优化的ZnO陶瓷。     

烧结工艺对ZnO压敏陶瓷微观结构与电学性能影响

以ZnO粉末为主要原料,添加TiO2、Bi2O3、MnO2、Co2O3、Sb2O3为组元,在不同烧结温度(1100~1250℃)与保温时间(1.0~2.5h)下制备ZnO压敏陶瓷。采用SEM观察陶瓷形貌,利用压敏电阻直流参数仪测试陶瓷的电学性能,研究烧结温度与保温时间对陶瓷结构和性能的影响。结果表明,随烧结温度升高,压敏电压、漏电流逐渐降低,而非线性系数先减小后增加。制备ZnO压敏陶瓷的适宜烧结温度与保温时间分别为1250℃、1h,压敏电压为17.0V/mm、漏电流为0.014mA、非线性系数为14.2,陶瓷内部晶粒可长大至128.7μm。     

ZrO_2掺杂对ZnO-Pr_6O_(11)基压敏陶瓷显微结构和电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备了不同ZrO_2含量(0%~2.0%,质量分数)的ZnO-Pr6O11-CoO-Cr_2O_3基压敏陶瓷。这些陶瓷在1300℃下经2 h烧结而成。X-射线衍射分析表明,掺入的ZrO_2在高温下会和Pr6O11反应生成Pr2Zr2O7。扫描电镜观察表明,掺入ZrO_2后ZnO晶粒的生长受到了抑制。由于ZrO_2掺杂,所得压敏电阻的压敏电压逐渐增大,这可能是因为ZnO晶粒减小之故。随着ZrO_2掺杂量的增加,所得压敏电阻的非线性系数先增大后减小,当ZrO_2掺杂量为0.5mol%时,非线性系数最大,达到17,此时的压敏电压为623 V/mm。而在所设计的实验条件下,当ZrO_2掺杂量为2.0 mol%时,压敏电压最高为1490 V/mm,非线性系数为10。     

Fe_2O_3掺杂对TiO_2-Ta_2O_5基压敏陶瓷显微结构和电性能的影响

采用传统陶瓷工艺制备得到了掺杂不同含量Fe_2O_3(0 mol%~0.1 mol%)的TiO_2-Ta_2O_5基压敏陶瓷,并研究了Fe_2O_3添加量对TiO_2-Ta_2O_5基压敏陶瓷组成和结构的影响。实验结果表明,掺杂的Fe_2O_3可以进入Ti O2晶格中,且在样品中没有观察到第二相。电流-电压(I-V)特性曲线测试表明,TiO_2-Ta_2O_5基压敏陶瓷非线性系数随着Fe_2O_3掺杂量的增加略微下降,从3.9下降到3.6;压敏电压随着Fe_2O_3掺杂量的增加而增大,从23 V/mm增大到229 V/mm。     

稀土Pr6O11掺杂水平对ZnO-Pr6O11-Co3O4-TiO2压敏电阻材料的微观结构和电学性能的影响

通过传统陶瓷工艺,在1350℃下烧结得到了不同稀土Pr6O11掺杂水平的ZnO-Pr6O11-Co3O4-TiO2压敏电阻材料,研究了Pr6O11掺杂水平对压敏电阻材料微观结构和电学性能的影响。结果表明:随着Pr6O11掺杂水平的变化,样品相组成没有发生变化,样品由ZnO、Pr6O11、Zn2TiO4和PrTiO34种相组成;Pr6O11掺杂既能促进样品烧结致密,还可抑制ZnO晶粒的生长;在Pr6O11掺杂量不超过2.0mol%时,Pr6O11掺杂水平提高可提高样品压敏电压,在Pr6O11掺杂量不超过1.5mol%时,Pr6O11掺杂水平提高可提高样品非线性系数,降低漏电流。     

掺杂TiO_2对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响

以ZnO粉末为主要原料,以TiO2、Bi2O3、MnO2、Co2O3、Sb2O3为组元,在常规电子陶瓷生产工艺下制备低压化ZnO压敏陶瓷。将掺杂TiO2的陶瓷片与未掺杂TiO2的陶瓷片进行对比分析,确定最佳掺杂量。采用能谱仪分析瓷片的微区成分,采用SEM观察瓷片断口形貌,利用压敏电阻直流参数仪测量瓷片的电学性能。研究结果表明,瓷片内部主要存在富Bi晶界、Bi贫化晶界和晶粒直接接触晶界;TiO2对ZnO晶粒有助长作用,不掺杂纳米TiO2陶瓷是11.4μm,掺杂纳米TiO2高达30.5μm;当TiO2掺杂量为1.5%mol时瓷片电学性能较优,即压敏电压为31.2 V/mm、漏电流为0.028 m A及为非线性系数为20.1。     

溶胶-凝胶法制备Y2O3掺杂ZnO压敏薄膜及其电性能（英文）

研究溶胶-凝胶法制备不同浓度Y2O3掺杂对ZnO-Bi2O3压敏薄膜微观结构和电性能的影响。研究结果表明:Y2O3掺杂ZnO薄膜在750°C空气气氛下退火1h,ZnO薄膜的特征峰与ZnO的六方纤锌矿结构相匹配;ZnO晶粒直径随着掺杂量的增加而减小,Y2O3稀土掺杂氧化锌晶粒细化;薄膜厚度均匀且每一层厚度约80nm。研究结果还表明:当Y3+掺杂浓度为0.2%(摩尔分数)时,ZnO薄膜的非线性伏安特性最好,其漏电流为0.46mA,电位梯度为110V/mm,非线性系数为3.1。     

溶胶-凝胶法制备Y_2O_3掺杂ZnO压敏薄膜及其电性能(英文)

研究溶胶-凝胶法制备不同浓度Y2O3掺杂对ZnO-Bi2O3压敏薄膜微观结构和电性能的影响。研究结果表明:Y2O3掺杂ZnO薄膜在750°C空气气氛下退火1h,ZnO薄膜的特征峰与ZnO的六方纤锌矿结构相匹配;ZnO晶粒直径随着掺杂量的增加而减小,Y2O3稀土掺杂氧化锌晶粒细化;薄膜厚度均匀且每一层厚度约80nm。研究结果还表明:当Y3+掺杂浓度为0.2%(摩尔分数)时,ZnO薄膜的非线性伏安特性最好,其漏电流为0.46mA,电位梯度为110V/mm,非线性系数为3.1。     

Nd2O3对氧化锌压敏阀片压敏电位梯度与显微组织的影响

研究了微量Nd2O3添加剂对氧化锌压敏阀片的压敏电位梯度的影响，并对其微观组织进行了分析研究，从理论上探讨了Nd2O3影响氧化锌压敏阀片压敏电位梯度与组织的机理。研究结果表明，在0m01％～0．04mol％成分范围内，随着Nd2O3含量的增加，氧化锌压敏阀片的压敏电位梯度明显提高；当Nd2O3含量超过0．04mol%时，随其含量的增加，氧化锌压敏阀片的压敏电位梯度又呈降低趋势。其原因是Nd2O3加入到氧化锌压敏阀片中，使晶粒尺寸减小所致。     

Er掺杂强韧化Al_2O_3/TiAl复合材料

以Ti、Al、TiO2为起始原料,以Er2O3为掺杂剂,原位热压合成了Er掺杂Al2O3/TiAl复合材料。通过XRD、SEM分析及力学性能测试,研究了不同Er2O3引入量对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料主要由TiAl、Ti3 Al、Al2 O3相和少量Al10 Er6 O24相组成,含Er相主要分布在基体相晶界处;掺杂0.01 mol Er2 O3制得的复合材料,经1250℃保温2 h真空热压烧结后表观断裂韧性达到最大值(10.41 MPa.m1/2),经1300℃保温2 h真空热压烧结后弯曲强度达到最大值(456.06 MPa);当Er2O3掺杂量增加到0.02 mol时,复合材料的弯曲强度和表观断裂韧性均呈减小趋势。微观结构分析表明,掺杂0.01 mol Er2O3的复合材料断口毛糙,颗粒尺寸变小,增强相分布较均匀,表明适量的Er2O3掺杂可细化复合材料晶粒尺寸,提高增强颗粒分布均匀度,起到增强增韧的效果。     

Al2O3/Cu复合材料强化机理研究

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，进行了高温电子拉伸实验，并通过微观组织观察，分析了该复合材料的强化机理。拉伸实验结果显示：Al2O3／Cu复合材料不仅室温强度很高，而且高温时仍保持较高的强度。微观组织观察分析表明：细小的Al2O3颗粒的弥散分布是该复合材料具有高强度的主要原因，表现在：Al2O3颗粒存在能够抑制Cu基再结晶的进行；Al2O3颗粒的存在阻碍晶界亚晶界运动，从而阻碍晶粒长大；Al2O3颗粒的阻碍位错运动，增加位错密度；Al2O3颗粒的存在提高材料的蠕变抗力。     

Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金在铸态和均匀化条件下的组织(英文)

采用普通半连续铸造技术(DCC)制备了Al-Zn-Mg-Cu-Zr和Al-Zn-Mg-Cu-Zr-0.5Er合金,研究了微量元素Er对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金铸态和均匀化态组织的影响。结果表明:添加0.5%Er后,合金的晶粒尺寸增大且为粗大的树枝晶。在合金凝固过程中,大部分元素Er在晶界处形成三元合金相Al8Cu4Er。经过均匀化处理后,两种合金晶界处的MgZn2相几乎全部回溶。但是在含Er合金中,由于Al8Cu4Er相的回溶温度约为575℃,所以均匀化处理不能有效地消除Al8Cu4Er相。     

Er、Zr微合金化对Al-Zn-Mg合金组织及性能的影响

研究了Er、Zr元素的添加对Al-Zn-Mg合金的微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明,Er、Zr元素的复合添加可以使合金的硬度、强度以及抗腐蚀性能有明显提高。Er、Zr元素的添加形成了弥散分布的纳米级Al₃(Er, Zr)析出相,阻碍位错运动和晶界迁移,使合金的强度得到明显提高。另外,Er元素的添加使合金的晶粒细化,既提高了强度也保证了一定的伸长率,还使合金具有良好的抗剥落腐蚀性能。     

含铒铝合金显微组织对疲劳裂纹扩展的影响

对含铒铝合金板材进行了不同的热处理,分析了各板材的显微组织对疲劳裂纹扩展和力学性能的影响。结果表明:晶粒的长/径比越小,板材的疲劳裂纹扩展速率越慢;且随着疲劳裂纹扩展速率的降低,裂纹宽度增加且裂纹路径曲折;稀土元素Er的加入,在合金中形成Al_3(Er,Zr)第二相粒子,其强烈地钉扎位错,阻碍位错运动,以减少位错在晶界处的聚集产生的应力集中,降低板材的疲劳裂纹扩展速率。     

基于微小力学方法检测调质熔核性能

为了改善铝合金点焊熔核质量,通过添加微量稀土元素Er和Ce形成调质熔核,对熔核微观组织观察和能谱分析的结果表明,熔核区晶粒组织明显细化,在熔核中出现金属间化合物,起到促进形核、细化晶粒和阻碍位错运动的作用.对熔核力学性能测试,采取了一种新型的测试方法-小冲杆试验.结果表明,熔核的硬度和强度提高了10%左右,稀土元素的加...     

Grain boundary defects-mediated room temperature ferromagnetism in Co-doped ZnO film

Zn_0.97Co_0.03O films with and without ZnO buffer layer have been fabricated by magnetron sputtering to investigate the role of grain boundary defects in ferromagnetic ordering in this system. The deposited wurtzite films with (0 0 2) preferred orientation all show intrinsic room temperature ferromagnetism based on the substitutional behavior of Co²⁺. We found that the ZnO/Co:ZnO film grows in smaller grain size, compared with Co:ZnO film, which leads to the increase in grain boundary defects. Meanwhile the increase in oxygen vacancies is confirmed by Co K-edge X-ray-absorption near-edge spectra and the enhancement of saturated magnetization is observed in ZnO/Co:ZnO film. Hence the most important factor for mediating ferromagnetism is proposed to be grain boundary defects, i.e., oxygen vacancies. Bound magnetic polaron mechanism is adopted to explain the intrinsic origin and the mediative effects of grain boundary defects on ferromagnetism in Co-doped ZnO films.     

微量Er对ZM5镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、失重法及动电位扫描测试法,研究了微量Er对铸态ZM5镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明微量Er可细化ZM5镁合金的铸态组织,提高耐腐蚀性能;在0～0.6％范围内,随着Er含量的增加,合金中的Mg17Al12相由粗大、连续树枝状分布逐渐转变为细小、弥散的颗粒状均匀分布;当Er含量为0.6％时,组织中有Al3Er相生成.随着Er添加量的逐渐增加,ZM5镁合金的平均腐蚀速率逐渐降低;当Er含量为0.6％时,在3.5％NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为2.125 6 mg/(cm2·d),仅为常规ZM5镁合金的20％.微量Er使得ZM5镁合金在3.5％ NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低.     

The Microstructure and Mechanical Behavior Evaluation of Ce-TZP／Al2O3 Nanocomposites

Ce-TZP/Al2O3 nanocomposites were prepared from mixture of self-made Ce-TZP nanometer powder and commercial Al2O3 powder by hot-pressing method. Influences of nanometer ZrO2 particles on the mechanical properties and microstructure of Ce-TZP/Al2O3 ceramics were investigated. Meanwhile, t→m transformation toughening mechanism was investigated by x-ray diffractometry (XRD) method, and deflection of samples under applied stress were recorded too. The results show that when the percentage of ZrO2 was 20%, the mechanical properties and microstructures of materials were preferential. Additionally, TEM observation show that dislocation structures form both in the Al2O3 grain and on the Al2O3 grain boundary.