Dy掺杂对α-Al2O3的烧结及热膨胀行为的影响

研究了Dy掺杂对氧化铝恒速无压烧结行为及热膨胀行为的影响。烧结行为研究表明Dy掺杂促进了氧化铝的致密化,提高了样品开始收缩的温度,抑制了α-Al2O3烧结过程中的颗粒粗化。计算得到的未掺杂及掺杂坯体样品的平均线膨胀系数分别为6.78×10-6/℃和7.89×10-6/℃,烧结体分别为7.54×10-6/℃和9.98×10-6/℃,因此Dy掺杂对氧化铝坯体和烧结体的热膨胀系数影响不明显,分析表明镝铝石榴石化合物的产生是膨胀系数发生变化的主要原因。     

GdAlO3粉体的溶胶凝胶法制备工艺及烧结行为研究

以Gd2O3、Al(NO3)3.9H2O和HNO3为原料,柠檬酸为络合剂,通过溶胶凝胶法制备前驱体,经过1000℃,保温2h热处理得到了纯相铝酸钆(GdAlO3)粉体,通过谢乐公式计算,得到各种温度煅烧后粉体的平均晶粒尺寸范围为25~40nm,发现随着煅烧温度的提高,晶粒尺寸逐渐长大;通过研究GdAlO3坯体样品的恒速无压烧结曲线,发现当升温速率为5℃/min时,样品在957℃开始收缩,烧结温度为1600℃时,最大收缩率为16.17%;以烧结曲线为基础,使用基于相对收缩率的Arrhenius关系,计算得到铝酸钆的烧结激活能为22.4kJ/mol,低于氧化铝的烧结激活能,说明其会促进氧化铝的烧结。     

钇铝石榴石恒速无压烧结行为及激活能研究

通过溶胶凝胶方法制备了平均粒径约为1 μm的钇铝石榴石(YAG)粉体,研究了其在室温至1600 ℃温度范围的恒速无压烧结行为,发现当升温速率为2 ℃/min时,样品在1236 ℃开始收缩,最终收缩率为17.04%;钇铝石榴石坯体样品在200～1100 ℃之间的平均线膨胀系数为9.34×10-6/℃;显微结构观察表明样品烧结过程中颗粒长大不明显,主要以沿晶断裂方式为主;以烧结曲线为基础,使用基于相对收缩率和相对密度的Arrhenius拟合法,计算了YAG烧结过程的烧结激活能,分别为116 kJ/mol和149 kJ/mol.     

微米级α-Al2O3恒速无压烧结显微结构演变的预测

通过高温热膨胀仪对微米级α—Al2O3坯体进行两种升温速率（2℃／min和5℃／min）的恒速无压烧结,利用阿基米德法测量烧结体的相对密度,利用扫描电镜观察样品经不同烧结路径烧结后的显微结构;以Hansen全期烧结模型为基础,根据两种升温速率下得到的烧结曲线,建立了微米级α-Al2O3（平均粒径为2．5μm）主烧结曲线;利用主烧结曲线得到的相对密度和阿基米德法测得的烧结体（经过不同烧结制度）相对密度一致,说明主烧结曲线对烧结路径不敏感,烧结体的相对密度仅是时间和温度的函数,从而证明了所建主烧结曲线的有效性。烧结体的显微结构与烧结体密度密切相关,因此主烧结曲线可以用来预测和控制烧结体的显微结构,进而实现对氧化铝陶瓷性能的预测和控制。     

化学沉淀法制备纳米氧化铝过程中的防团聚研究

分别以无水乙醇、去离子水为溶剂,以NH3·H2O、NH4HCO3为沉淀剂,采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3粉体.利用TEM、XRD、FT-IR和激光粒度仪研究了溶剂、沉淀剂、浓度、前驱体等因素对纳米Al2O3粉体制备过程中的团聚程度的影响.结果表明:当NH4HCO3和Al(NO3)3水溶液浓度分别为3.0mol/L和0.3mol/L时,借助超声分散和微波干燥,得到的纳米Al2O3粉体粒度均匀、分散良好,1100℃煅烧所得粉体平均粒径为20nm.     

比表面积对TiO2陶瓷烧结初期致密化行为的影响

将比表面积分别为30 m2/g和1 m2/g的纳米(50 nln)和微米(2 μm)金红石TiO2陶瓷坯体在高温热膨胀仪中自室温至1200℃进行恒速无压烧结,升温速率为1℃/min,3℃/min和5℃/min,热膨胀仪自动记录烧结收缩.为阐明比表面对无压烧结初期致密化行为的影响,研究了氧化钛陶瓷的烧结收缩行为.同时,利用Arrhenius曲线研究了纳米和微米氧化钛陶瓷的烧结激活能.结果表明:随烧结温度的增加,比表面积的增加加速了致密化速率;纳米和微米氧化钛的烧结激活能分别为115±10 kJ/mol和302±15 kJ/mol;对于纳米氧化钛,当烧结体的瞬时相对密度为70～80%时,出现最大致密化速率,而对于微米氧化钛陶瓷,最大致密化速率出现在相对密度为75～85%.     

微米级α-Al2O3陶瓷恒速无压主烧结曲线的建立

主烧结曲线对于预测陶瓷的烧结行为非常有用,以主烧结曲线理论为基础,对微米级α-Al2O3,的恒速无压烧结行为进行了研究.根据Hansen提出的全期烧结模型,结合低升温速率条件下热膨胀仪记录的烧结数据建立了α-Al2O3(平均粒径为2.5μm)的主烧结曲线,并由此得到其烧结过程中的表观激活能为1148kJ/mol.为验证所建主烧结曲线的正确性,对同批次坯体样品进行不同路径的烧结,用Archimedes法实测烧结体密度,所测结果与主烧结曲线预测的结果相一致,从而证明了所建主烧结曲线的正确性.因此微米级α-Al2O3主烧结曲线对烧结路径不敏感,烧结体的相对密度仅是时间和温度的函数,可以预测烧结收缩率和最终相对密度,反之,可以根据目标相对密度制定相应的烧结制度.     

利用主烧结曲线预测TiO2陶瓷无压烧结显微组织演变

纳米金红石TiO2粉末在高温热膨胀仪中进行恒速无压烧结,升温速率为2℃/min和5℃/min,热膨胀仪自动记录烧结收缩量,根据全期烧结模型,建立TiO2主烧结曲线;利用阿基米德法测量烧结体的相对密度,利用扫描电镜观察烧结体在不同温度的显微组织演变.结果表明:利用主烧结曲线得到的相对密度和Archimedes法实测的密度吻合,证明了主烧结曲线对烧结路径不敏感,烧结体的相对密度仅是时间和温度的函数.烧结体的显微组织是烧结温度和时间的函数,烧结体的相对密度和显微组织有关联,主烧结曲线理论可以用来预测和控制烧结体的相对密度、显微组织和陶瓷性能.     

菱形片状氧化钇的制备及其形成过程研究

以Y(NO3)3·6H2O、NH4 HCO3为原料,采用化学沉淀法制备了菱形片状的多晶前驱体颗粒,发现不同温度煅烧处理得到的菱形片状多晶Y2O3和其前驱体在形貌及尺寸上具有遗传性.利用金相显微镜、透射电镜、X射线衍射和红外光谱对Y2O3及其前驱体进行了分析表征,研究了其形貌的形成过程及影响因素,并讨论了多晶Y2O3与其前驱体在形貌上的遗传过程.     

热处理对莫来石增强ZL107高温蠕变的影响

研究了峰时效和过时效状态下莫来石短纤维增强ZL107复合材料和ZL107基体合金在300℃时的蠕变行为。结果表明，无论是复合材料还是相应的基体合金，其峰时效状态下材料的蠕变抗力高于过时效下的蠕变抗力；峰时效及过时效状态下，复合材料的蠕变抗力高于其相应的基体材料的蠕变抗力；复合材料的蠕变抗力和蠕变门槛应力高于基体合金。