BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷的制备和介电性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸钡、钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硼酸等为原料合成了一种BaO-TiO2-SiO2-B2O3系玻璃陶瓷介质材料.实验结果表明该材料可在低于900℃的空气气氛中烧结.XRD分析结果显示烧结好的BaO-TiO2-SiO2-B2O3玻璃陶瓷的主晶相为Ba2TiSi2O8;用氢氟酸将试样断面处的玻璃相腐蚀掉后,通过SEM可看出Ba2TiSi2O8晶粒的大小约为250nm.介电性能研究表明该材料具有较低的介电常数(ε＜5,30MHz)和较小的介电损耗(tanδ小于2×10-3,30MHz),是一种理想的多层片式电感元件用介质材料.     

水对碱矿渣胶凝材料介电性能的影响(Ⅰ)

研究了碱激发矿渣(alkali active slag cement,AASC)胶凝材料的介电性能.结果表明:在100℃干燥4h可以消除胶凝材料硬化浆体中自由水对其介电性能的影响.介电频谱表明:在高频区域,胶凝材料的介电常数(εr)在6～8之间,介电损耗(tanδ)在0.02～0.04之间;但是,干燥样品放置在相对湿度约为40%的大气环境中与水汽接触时,胶凝材料表面的毛细孔吸附空气中的水汽,饱和吸附量的质量分数(下同)约为1.2%,导致胶凝硬化浆体的εr和tanδ急剧增大.因此,通过低温干燥处理不能改善胶凝硬化浆体的吸水性能.进一步的差热分析(differential thermal analysis,DTA)和热重分析(thermogravimetry analysis,TGA)可知:100℃干燥样品中仍有2%左右的化合水,这是干燥样品tanδ仍然高于陶瓷材料的主要原因.     

Al2O3-ZrO2陶瓷体系中晶粒生长模型的研究

研究了Al2O3-ZrO2陶瓷体系中两相晶粒生长，提出了双相体系的晶粒生长模型，并解释了“内晶型”结构是如何形成的。研究发现，两相结构的形成与温度、保温时间及ZrO2等二相的数量有关系，其中温度的影响最为显著。内晶型ZrO2结构的形成是基体晶粒急剧长大的结果，而不是以往研究的以纳米粒子为生长点，基体粒子的成核、长大。有利于基体晶粒急剧生长的条件也有利于内晶的形成；内晶的形成过程可概括为Ostwald生长与基体晶粒的快速长大。但值得注意的是，并不是ＺrO2的含量越多，形成的内晶型结构就越多。     

低温共烧陶瓷{\bf (LTCC)}技术在材料学上的进展

低温共烧陶瓷（LTCC）技术是近年发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点．本文叙述了低温共烧陶瓷技术（LTCC）的特点、制备工艺、材料制备相关技术和国内外研究现状以及未来发展趋势．     

热处理对碱矿渣胶凝材料结构及介电性能的影响

研究了热处理工艺对碱激发矿渣(alkali active slag cement,AASC)胶凝材料硬化体结构和介电性能的影响.研究结果表明,随着热处理温度的提高,胶凝材料硬化体的介电常数和介电损耗逐渐下降,当热处理温度达到400℃左右,介电损耗下降到10-2数量级水平,此时影响胶凝硬化体介电损耗的主要因素是胶凝材料硬化体中的自由水、化学水等;当热处理温度达到750℃左右,介电损耗下降到10-3数量级水平,与电子封装陶瓷材料接近;XRD和SEM分析结果也表明,随着碱激发方式的改变,双碱激发胶凝材料硬化体在750℃左右发生析晶现象,径向线收缩约为6%,有陶瓷化倾向;胶凝硬化体介电损耗在该阶段急剧降低主要是由碱矿渣胶凝材料相组成和微观结构变化造成的.     

粘土基地质聚合物多孔材料的制备及性能研究

本文以粘土和工业水玻璃为主要原料,采用高温发泡法制备了一种具有一定强度的轻质地聚物多孔材料.实验表明:该材料的体积密度在0.32～1.0 g/cm3之间,抗压强度在0.46～2.68 MPa之间;对不同条件下泡沫材料进行显微结构分析,可知其抗压强度、体积密度等性能与气孔率、气孔尺寸大小、均匀程度等有很大关系.     

水基流延工艺制备陶瓷材料的研究

流延法作为制备片层材料的重要工艺已经被陶瓷研究者广泛应用.但是,有机流延体系带来的环境污染、毒性及易燃性等问题已被社会所关注.因此,研究无毒、无污染的水基流延工艺已得到材料界的广泛重视.本文主要概述了国内外水基流延工艺的研究现状,重点介绍了PVA体系、丙烯酰胺凝胶流延体系、纤维素类粘结剂体系及乳胶体系的不同特点;从粘结剂、分散剂、增塑剂等多个角度分析了影响水基流延工艺的技术因素,并提出了很好的解决方法,最后介绍了乳胶体系水基流延工艺在制备片状或层状陶瓷材料方面的应用.     

生物炭/地聚物复合膜的制备及其对四环素的去除

以碱木质素、偏高岭土、矿渣为原料,通过原位炭化同步自活化的方法制备了一种低成本、易回收、绿色无污染的生物炭/地聚物复合膜（BC/GM）用于催化H₂O₂产生?OH以降解水中的四环素。通过SEM、XRD、FTIR、XPS等一系列的表征手段分析了BC/GM的形貌结构和理化性质,并且探究了水玻璃模数、碱木质素溶液添加量、煅烧温度对BC/GM催化H₂O₂降解盐酸四环素效率的影响。结果表明,地聚物无机膜（GM）不仅充当了一种便于生物炭回收利用的多孔载体,防止生物质前体直接炭化结焦,而且有助于碱木质素前体在原位炭化过程中实现同步自活化;在水玻璃模数为1.2、碱木质素溶液添加量为0.2 mL、煅烧温度为600℃时,BC/GM催化H₂O₂降解盐酸四环素的去除率达到了92.55%,比纯生物炭作为催化剂时提升了近40%。BC/GM具有更高的比表面积和更丰富的含氧官能团,有助于催化H₂O₂产生?OH,从而实现盐酸四环素的高效降解。     

地质聚合物及其在重金属废水处理中的应用

研究人员很早就发现了地质聚合反应终产物中存在类沸石结构。由于不同地质聚合物中硅铝比以及碱组分含量并不固定,因此很难确定地质聚合物中类沸石相的结构。从众多文献中可以看出,地质聚合物与低硅沸石具有组成和结构的相似性。本文阐述了地质聚合物与沸石之间的物质和结构遗传特性,为地质聚合物材料用于吸附和固化重金属离子的研究提供理论依据。目前,利用地质聚合物类分子筛结构来吸附、固定重金属离子以处理重金属废水成为一个研究热点。作为一种绿色、廉价的重金属吸附剂,地质聚合物对铅、铜、镍、铬、镉等重金属都有较好的吸附效果,重金属溶液的初始浓度、pH值、吸附温度、吸附剂用量均对吸附效果有着重要影响。通过对吸附过程中动力学和热力学进行研究发现,地质聚合物对重金属离子的吸附过程更符合二级动力学,且为Langmuir单分子层化学吸附。目前针对地质聚合物吸附重金属离子的吸附条件已有较详细的研究,在适宜条件下能达到较好的吸附效果,吸附量明显高于4A分子筛,这也表明了地质聚合物在去除废水中重金属离子的高效性。     

低成本制备铁基金属表面防腐蚀无机涂层

研究了碱(水玻璃)激发高纯度的偏高岭土作为金属表面的防腐蚀水性涂层的可行性,初步确定了水玻璃的模数、总固含量、适用环境以及固定剂和增强剂的种类.当水玻璃的模数n=1.5,固定剂为ZnO,总固含量在67%～71%时,涂膜在适宜养护环境下养护5d后的硬度可达8H铅笔硬度,用划格法测量粘着力可达1级.在自来水、海水、稀酸、稀碱和硫酸钠溶液中存放40d没有明显腐蚀.用SEM观察涂膜,发现涂膜中有硅铝酸网状结构的产物组成,外加剂分散在网格中,形成了致密的膜.