Fe/Al2O3复合材料的还原制备及其表征

金属陶瓷复合材料是由金属或合金与陶瓷相组成的非均质复合材料。由于金属和陶瓷的电导率、磁导率具有较大的差异,金属陶瓷复合材料表现出独特的电磁性能。以Al2O3和Fe2O3粉体为原料,通过高能球磨、无压烧结和选择性还原工艺,成功制备出不同组分的Fe/Al2O3复合材料,利用XRD、SEM对复合材料的物相组成及微观形貌进行分析和观察。结果表明:还原后样品的主晶相为(FexAl1-x)2O3固溶体和Fe3O4,并且出现了亚微米级粒度的Fe颗粒。利用阻抗分析仪对样品的介电性能的研究(测试频率为10MHz～1GHz)表明,材料的介电常数实部和虚部均随着频率增加而下降,并且随着原料中Fe2O3含量的增加而呈上升的趋势,这种介电常数增大的现象主要由界面极化引起。     

Ni-ZrO_2金属陶瓷导电性能及力学性能的研究

采用传统粉末冶金法(粉末压坯—烧结)制备了致密Ni-ZrO_2金属陶瓷,并测试了金属陶瓷试样的常温及高温电导率和抗弯强度。采用通用有效介质方程GEM计算得到Ni-ZrO_2金属陶瓷的室温电导逾渗阈值为0. 376,临界指数t为1. 738。当Ni的体积分数小于30%时,金属陶瓷呈离子电导特性,电导率随温度的升高而升高;当Ni的体积分数大于40%时,金属陶瓷呈电子电导特性,电导率随温度的升高而降低。Ni-ZrO_2金属陶瓷的抗弯强度随Ni含量的增加而增加,高温抗弯强度较室温抗弯强度低。     

Zn~(2+)含量对纳米Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4粉末在X波段吸波特性的影响

利用溶胶-凝胶自蔓延燃烧反应制备了Ni1-xZnxFe2O4(x=0.5,0.65和0.8)铁氧体纳米粉末,将粉末分别在550、800和1050℃下退火2 h,研究了各退火样品的晶体结构及自燃烧样品在X波段(8.2～12.5 GHz)的电磁性质。XRD分析表明,随Zn2+含量的提高,在自燃烧及550℃退火后,除尖晶石主相外,还有微量的ZnO、Fe3O4杂相;经800℃及其以上较高的温度退火后,所得样品呈完好的尖晶石相。VSM及微波矢量网络测量表明,Zn2+含量影响材料的比饱和磁化强度和矫顽力以及吸波性能、复介电常数和复磁导率;适当的Zn2+含量可提高纳米晶材料的自然共振频率,展宽其吸收频带,提高其复磁导率和磁损耗性能,改善其吸波性能。当x=0.65时,纳米Ni0.35Zn0.65Fe2O4粉末的吸波性能最好。当涂层厚度d=1mm时,其在测试频段内有四个吸收峰,在频率f=11.2315 GHz处,最大吸收值为15.879 dB;在9.0～11.7 GHz,吸收值达8 dB以上,μ'值达1.0以上,μ"值基本在0.7以上;其中吸收值超过11 dB和μ"值超过1.0的带宽达1.2 GHz。     

SHS-离心法制备Fe2Ti/Al2O3内衬复合钢管

采用SHS-离心法制备出金属间化合物/陶瓷内衬复合钢管.利用扫描电镜、能谱仪以及X射线衍射分析方法对内衬组织结构进行了分析.试验结果表明,内衬主要由大小不均的颗粒状或团聚状金属间化合物Fe2Ti、规则块状Al2O3陶瓷以及一定数量的自蔓延反应不完全产物Ti3O5构成.衬层内壁有一以Al2O3,FeO@Al2O3为主的陶瓷薄层.与常规SHS-离心法制得的复合管陶瓷内衬相比,Fe2Ti/Al2O3内衬在保持较高硬度的同时具有一定的韧性.     

掺杂FeVO4低温烧结ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷

研究了FeVO4对ZnO-Nb2O5-TiO2微波介质陶瓷的烧结特性、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明添加3 ω/%～10ω/%FeVO4可使烧结温度从1200℃降低到960℃,XRD与EDS分析表明FeVO4固溶入主晶相ZnTiNb2O8,导致晶格畸变,缺陷增加,促进传质,在液相和固溶体协同作用下降低烧结温度;随FeVO4添加量的增加,Zn0.15Nb0.3Ti0.55O2相和TiO2相含量增大,介电常数εr基本不变,Q·f值由于晶体缺陷增多和晶粒尺寸不均而下降;FeVO4添加量为4 ω/%的ZnO-Nb2O5-TiO2陶瓷可在940 ℃,2 h条件下致密烧结,微波介电性能为εr=40,Q·f=10 200 GHz(3GHz),τf=-9×10-6/℃,可用于制备各种多层微波频率器件.     

YSZ/MnZn铁氧体复合材料的制备与电磁性能研究

在结构陶瓷材料中加入一定量的磁性颗粒分散相,从而使复合材料具有一定的电磁学性能,是结构陶瓷多功能化的一个重要途径。制备了一系列不同体积比的3 mol%YSZ/MnZn铁氧体复合材料(铁氧体含量分别为0 vol%,20vol%,40 vol%,50 vol%,60 vol%,80 vol%和100 vol%),测定了复合材料在1 MHz~1 GHz频率范围内的复磁导率,研究了磁性相体积比对复合材料电磁性能的影响。结果表明,复合材料的磁导率在磁性相体积比超过0.6时,会出现大幅度的升高,即发生磁逾渗现象,逾渗阈值约为0.6。     

V2O5溶胶掺杂Li1.05Nb0.55Ti0.55O3微波介质陶瓷的烧结特性及介电性能

研究了V2O5溶胶含量对Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷烧结特性及介电性能的影响.实验结果发现,V2O5溶胶与基质形成低熔点LiVO3界面相,促使Li1.05Nb0.55Ti0.55O3烧结温度从1 100℃降至900℃;XDR表明,LiVO3相在烧结后期固溶入M相晶格中.随V2O5添加量增加,致密化温度降低,介电常数εr减少,品质因子Qf降低,频率温度系数τf变化较小掺加2%V2O5(质量分数,下同)溶胶的Li1.05Nb0.55Ti0.55O3陶瓷在900℃烧结2 h,其微波介电性能εt=60.2,Qf=3 868 GHz,τf=35.7×10-6/℃.     

含Mo金属陶瓷微波吸收材料的制备与性能

以Mo、AlN以及TiO2粉末为原料,添加适当的烧结助剂,制备出成形混合料,通过模压成形和烧结分别得到了不同Mo含量的Mo/AlN和Mo/TiO2金属陶瓷烧结体。采用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机和矢量网络分析仪等对烧结体的相组成、显微组织、力学性能和微波吸收性能等进行测试分析。结果表明:Mo/AlN和Mo/TiO2成形压坯分别在1 750℃和1 350℃下烧结4 h,可以获得相对密度分别高于97%和94%的Mo/AlN和Mo/TiO2金属陶瓷。Mo/AlN金属陶瓷的力学性能随Mo含量的增加而提高,而Mo/TiO2金属陶瓷的力学性能随Mo含量的增加先升高后降低。Mo的加入明显改善AlN和TiO2陶瓷的微波吸收性能,含40%Mo(质量分数)的Mo/AlN和Mo/TiO2试样在14~18 GHz频率范围最大反射衰减量分别达到22 dB和19 dB。     

面心立方TiB陶瓷粉末填充型导电胶(英文)

将纯钛渗硼方法合成的面心立方TiB导电陶瓷粉末作为填料,制作了树脂基陶瓷导电胶。研究了陶瓷导电胶的电性能。导电胶的体电阻率随着面心立方TiB粉末含量的变化而变化。面心立方TiB陶瓷粉末填充型导电胶表现出与金属填充型导电胶相同的逾渗行为,渗流阈值出现在面心立方TiB陶瓷粉末含量为60%时。当面心立方TiB含量为75%时获得了最小体电阻率,0.1Ω·cm。为检验力学性能的可靠性,进行拉伸试验,测量不同TiB粉末含量导电胶的剪切强度,发现剪切强度随着面心立方TiB粉末含量的增加而降低,当TiB粉末含量为70%时,剪切强度约为12.26 MPa。制备了铜粉添加型导电胶用作对比,评估了2种导电胶的抗氧化性能。结果表明,陶瓷导电胶具有优异的抗氧化性能和良好的稳定性。     

Fe(Co)SiAl合金微粉的显微结构及电磁特性(英文)

铁基金属微粉广泛地用作吸波材料。用机械合金化的方法制备了Fe85Si9.6Al5.4和(Fe0.65Co0.35)85Si9.6Al5.4(质量分数,%)合金微粉。研究了球磨20和80h的微粉形貌,分析了微粉不同球磨时间的显微结构,测试了微粉在0.5～18GHz频段内的复数介电常数和复数磁导率,并计算了微波反射率。结果表明,球磨后微粉的粒径小于5μm,FeSiAl合金中硅和铝原子溶于铁原子的点阵中,同时,在FeCoSiAl合金中有FeSi和AlCo金属间化合物产生。在频率为8GHz附近,复数介电常数和复数磁导率匹配较好,此时FeCoSiAl合金微粉的最小反射率达到-13.7dB。     

Effect of BaO addition on electric conductivity of xCu/10NiO-NiFe2O4 cermets

The effects of BaO addition on the phase composition, relative density and electric conductivity of xCu/10NiO-NiFe2O4 （x=5, 10） eermets were studied, which were prepared with cold isostatic pressing-sintering process. The results show that the relative densities of 5Cu/10NiO-NiFe2O4 cermet doped with 1% BaO （mass fraction） and 10Cu/10NiO-NiFe2O4 cermet doped with 1% BaO sintered at 1 473 K in nitrogen atmosphere, are increased by about 9.86% and 9.75% compared with the undoped BaO cermets, respectively. And the electric conductivities 22.79 S/cm of 5Cu/10NiO-NiFe2O4 cermets adding 1% BaO and 23.10 S/cm of 10Cu/10NiO-NiFe2O4 cermets adding 1% BaO are obtained, which are 2.21 times and 1.47 times of those of undoped samples, respectively. Moreover, the 10Cu/10NiO-NiFe2O4 cermets doped with 1% BaO have a maximum σ0 of 58.91 S/cm and electric conductivity of 23.10 S/cm at 1 233 K. Maybe low melting-point phases of BaFe2O4 and Ba2Fe2O5 have an excellent electric conductivity in xCu/10NiO-NiFe2O4 （x=5, 10） cermets at 1 233 K.     

用于ETC系统的羰基铁粉二氧化钛复合吸波材料

将羰基铁粉和二氧化钛与橡胶混合,采用压延法制备了应用在工作频率为5.8GHz的电子不停车收费系统(ETC)中的吸波材料,运用矢量网络分析仪测试了材料的复磁导率与复介电常数在2.0~18.0GHz范围的频谱特性,并在微波暗室内测试了材料的反射率。结果表明,Fe与TiO2在7∶3质量比混合下性能最佳,实验探讨了样品厚度对材料吸波特性的影响,确定厚度在1.7mm时,材料吸收峰值位于ETC所工作的5.8GHz频率,实验测试了材料在电磁波从不同角度入射条件下的反射率,垂直入射情况下效果最佳,可达-30dB。     

Preparation of highly toughened Ti(C,N)-based cermets via mechanical activation and subsequent in situ carbothermal reduction

Highly toughened Ti(C,N)-based cermets were successfully fabricated using a novel method of mechanical activation and subsequent in situ carbothermal reduction. The phase transformation, chemical composition, and microstructure of the mechanical activation powders and as-sintered cermets were investigated using XRD, ICP-AES, C/N/O analysis, and SEM. The results revealed that the complex MoNiTi solid solution phase formed after mechanical activation, and the powders after high energy ball milling promoted the solid solution of alloying elements into the hard particles. After the subsequent sintering process containing the in-situ carbothermal reduction reaction and liquid sintering, the microstructure of as-sintered cermet showed a single solid solution phase with a homogenous distribution. Without added WC, the extremely high toughness of the present cermet was 21.3 MPa·m^1/2, and this was 66.4% higher than that of the conventional cermet and 62.5% higher than that of the cermet that was fabricated via in-situ carbothermal reduction.     

MoSi_2含量对MoSi_2/Al_2O_3复合涂层介电与力学性能的影响(英文)

通过喷雾干燥法制备MoSi2包覆Al2O3的壳核结构混合粉,利用该混合粉以等离子喷涂技术制备MoSi2/Al2O3复合涂层材料。研究MoSi2/Al2O3质量比涂层材料的力学和介电性能的影响。结果表明:随着MoSi2含量从0增加到45%,复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别从198MPa和3.05MPa·m1/2增加到324MPa和4.82MPa·m1/2,随后又降到310MPa和4.67MPa·m1/2。在8.2-12.4GHz微波频率波段内,随着MoSi2含量的增加,复合材料的介电损耗增加,而介电常数的实部却呈减小趋势。这主要是由于MoSi2颗粒熔化后的凝聚及导电网络结构的形成导致电导率的增加引起的。     

Densification of Ni-NiFe_2O_4 cermets for aluminum electrolysis

1INTRODUCTION Aluminumelectrolysisconsumesenormous energyandresources,andtheconsumptionwillbeconsiderablydecreasedbyintroductionofinert anodeandwettablecathode.However,underthe toughworkingconditionofaluminumelectrolysis,i.e.highlycorrosiveNa3AlF6Al2O3moltensalts athightemperature(940960℃),theinert anodesnecessaryforthesuccessfulproductionofaluminummighthavethefollowingproperties:be insolubleinafluoridemelt,beresistanttowards anodeoxygen,havegoodelectricalconductivity,possessadequatestr…     

液料等离子热喷法制备Fe3+/TiO2纳米粉末

通过对液料等离子热喷前驱物添加掺杂成分实现了液料等离子热喷TiO2纳米粉末的掺杂改性,并利用TEM,XRD及XPS对其进行表征.结果表明,采用液料等离子热喷法可以制备Fe3 掺杂TiO2纳米粉末,所制备粉末形貌基本呈球形或近球形,粒径分布为10～35 nm,掺杂量小于2.0%时粉末为锐钛矿及金红石相混晶,Fd3 掺杂促进锐钛矿向金红石相的转变,掺杂量为10.0%时析出了Fe2Ti3O9相.Fe3 掺杂不会引起TiO2粒径的大范围波动.粉末中含有O,Ti,Fe和C等元素,Fe元素在TiO2中仍为 3价.     

钼含量对Ti（C，N）-Co金属陶瓷抗热震性能的影响

采用真空烧结工艺,以纳米TiN、亚微米TiC等陶瓷粉体作原材料,以金属钴作粘结剂,并添加不同含量钼,制备了Ti（C,N）-Co金属陶瓷。采用扫描电镜研究了Ti（C,N）-Co金属陶瓷的组织,测量了力学性能,采用压痕．急冷法研究了抗热震性能。结果表明,随着热震温度的升高和热循环次数的增加,金属陶瓷中的裂纹增长;钼含量较低的Ti（C,N）-Co金属陶瓷抗热震性能较好。     

纳米TiN改性金属陶瓷刀具的磨损性能

Ti(C,N)基金属陶瓷由于具有优良的综合性能因而被广泛用作刀具材料。本文探讨了纳米 Ti N对 Ti C基金属陶瓷刀具显微组织的影响 ;还研究了它与 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具 (cermetμm,下同 )及 YG8刀具在切削灰铸铁时的磨损曲线及磨损机理。结果表明 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金属陶瓷刀具 (cerm etnm,下同 )的效果显著 ;与 cermetμm刀具及 YG8刀具相比 ,cermetnm刀具具有更高的寿命与耐磨性 ;崩刃是 cermetnm刀具主要的失效形式     

Effect of Ni content on corrosion behavior of Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anode

Ni/（10NiO-90NiFe2O4） cermet inert anodes with metal Ni content of 0, 5, 10, 15 and 20 （mass fraction, %） were prepared and their corrosion behavior in Na3AlF6-Al2O3 melts was investigated in laboratory electrolysis tests. The results indicate that the content of metal Ni in anodes has little effect on the steady-state concentration of impurities Ni and Fe in electrolyte and the values range in （114-173）×10^-6 and （287-385）×10^-6, but the content of impurities in the metal aluminum manifolds. There is preferential corrosion for metal Ni in NiO-NiFe2O4 based cermet anodes. Considering the corrosion resistance and electrical conductivity, the cermet containing 5%Ni （mass fraction） behaves best among NiO-NiFe2O4 based cermet anodes studied, and should be further studied.     

铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极的制备

以高温固相合成法合成的NiFe2O4陶瓷粉体和金属Cu粉为原料, 采用冷压-烧结法制备了Cu含量在5%～20%之间的NiFe2O4-Cu金属陶瓷惰性阳极, 研究了烧结气氛和烧结温度对其物相组成、微观形貌和基本物理性能的影响. 结果表明 通过控制烧结气氛中氧分压在NiO和Cu2O的离解反应平衡氧分压之间, 可以制备出具有目标物相组成的NiFe2O4-Cu金属陶瓷; 烧结温度和保温时间对所得NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度有较大影响; NiFe2O4和Cu之间的不润湿性限制了NiFe2O4-Cu金属陶瓷烧结温度的提高和保温时间的延长, 在保证金属相分布均匀且不溢出的前提下, 所制备的NiFe2O4-Cu金属陶瓷的相对密度较小; 金属相Cu含量越高, NiFe2O4-Cu金属陶瓷最高烧结温度越低、最长保温时间越短, 从而相对密度越低、孔隙率越高; 除了尽量降低金属相含量外, 还可向NiFe2O4-Cu金属陶瓷中添加其他金属如Ni和Co等, 以改善陶瓷相与金属相之间的润湿性, 以提高烧结温度, 进而提高其相对密度和耐腐蚀性能.