以硅藻土为硅源制备SiC/堇青石复合多孔陶瓷的性能研究

以硅藻土为主要硅源,同时配合SiC、Al_2O_3、滑石粉末为主要原料,通过反应烧结技术制备SiC/堇青石复相多孔陶瓷,研究了不同原料配比对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的相组成、显微结构、抗弯强度、气孔率的影响,同时在得出最优配比组的基础上,研究石墨造孔剂的含量、碳化硅颗粒粒径、孔径分布等因素对SiC/堇青石复相多孔陶瓷的影响。结果表明:当SiC与其余物料理论质量比为8∶2时,在1250℃下保温3h制备的样品综合性能最佳,其气孔率为37.721%,抗弯强度达到49.1887 MPa。     

Ar/N2气体比例对TaN/NbN纳米多层膜机械性能的影响

采用射频磁控溅射系统,以TaN和NbN作为体材料,制备了一系列TaN/NbN纳米多层膜.通过XRD,纳米力学测试系统分析了该体系合成中Ar/N2气体比例对多层膜结构与机械性能的影响.结果表明,纳米多层膜的硬度值普遍高于两种个体材料混合相的值;当FArFN2=10时TaN的(110)峰加强,TaN的晶体结构以六方结构为主,NbN的晶体结构以面心立方结构为主,此时,多层膜体系的硬度、弹性模量以及膜基结合性能均达到最佳效果(最大硬度为30 GPa),摩擦磨损实验表明,Ar/N2比为101的TaN/NbN多层膜较其他Ar/N2比的多层膜耐磨性更好,不易发生破损,适合实际应用.     

升温速率对活体硅藻壳提纯的影响

选用一种舟形藻作为实验材料,研究了不同升温速率下硅藻壳的形态和成分变化。首先,对从该种硅藻得到的细胞壳进行酸洗处理,以去除金属离子和其它无机盐;之后,分别以1,3,5 和7℃/min的速率将硅藻壳升温至600℃,并保温2 h。然后,使用扫描电子显微镜、能量色散X射线分析和傅里叶变换红外分析3种手段对不同阶段和不同处理条件下的硅藻壳进行分析表征。实验显示：生物SiO₂的含量随着升温速率的降低而升高,以1℃/min升温到600℃并保温2 h的硅藻壳的SiO₂含量最高,其质量分数可达到90%,并且该硅藻壳能保持完整的原始形态。结果表明：由于硅藻的生物SiO₂结构具有较好的隔热性,热传导速度慢,故较快的升温速率很难使生物有机质充分分解,而过高的温度或保温时间又会对硅藻壳形态造成新的威胁。所以,较为缓慢的升温速率有益于有机质的充分去除和保证硅藻壳外观的完整性。     

陶瓷纤维过渡层对碳化硅非对称过滤膜的影响

研究了由莫来石纤维和硅酸铝纤维组成的陶瓷纤维过渡层对高温气体过滤用碳化硅非对称过滤膜的成膜和过滤压降的影响。利用SEM测试了陶瓷纤维过渡层的表面形貌以及非对称过滤膜侧面的形貌。厚度约为60μm的陶瓷纤维过渡层介于支撑体和过滤膜之间,有效阻止了小粒径的过滤膜颗粒进入支撑体孔隙而减小了过滤膜的实际厚度,进而降低了过滤膜的过滤压降。同时陶瓷纤维过渡层还大大提高了成膜过程中过滤膜的均匀性和完整性。     

低温水热合成钛酸钡纳米管阵列薄膜及性能研究

以二氧化钛纳米管阵列为模版,用水热法合成了钛酸钡纳米管阵列薄膜.讨论了水热温度、水热时间、碱的浓度对其生长形貌的影响.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征了其晶体结构及微观形貌;用热重-差示扫描量热仪测定了材料的热学性能;用宽频介电阻抗谱仪测试了样品的介电性能.结果表明,在低至100℃水热温度下反应6h即可制得单一相的钛...     

结晶氯化铝对沙漠绿化砖机械性能的影响研究

利用结晶氯化铝与水玻璃反应生成的铝改性硅胶做粘结剂制备沙漠绿化砖。分别采用核磁共振仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机测试分析了铝改性硅胶固沙块试样的结构、成分以及机械性能。结果表明：固沙砖材料抗压强度随铝盐固化剂浓度改变,在浓度为2mol/L时达最大7.121MPa;2mol/L氯化铝改性硅胶中形成的铝氧四配位体稳定性高于1mol/L氯化铝改性硅胶中形成的铝氧六配位体,并从晶体场中能量效应和铝氧键键长、键强两个方面予以证明,这是影响固沙块试样抗压强度改变的主要原因;此外,由扫描电镜能谱分析得试样中Si∶Al原子比约为5∶1,推测此改性硅胶中含有-Si-O-Al-O-（Si-O-）4基团。     

BaTi0.75Zr0.25O3陶瓷的低温烧结及介电性能研究

通过掺入不同含量的B2O3对BaTi0.75Zr0.25O3(BZT)陶瓷进行低温烧结,研究其对介电性能的影响,并采用X射线衍射进行物相分析。结果表明:掺杂B2O3的BZT陶瓷在1 150℃烧结温度下得到的主晶相均为钙钛矿,且不存在明显的杂相。观察试样的表面形貌,当B2O3掺杂量为0%～1.5%时,陶瓷晶粒尺寸逐渐变大,而掺杂量为1.5%～2.5%时,晶粒尺寸稍微变小。随着B2O3含量的增加,BZT陶瓷的介电常数降低,介质损耗略微增大。与未掺杂的BZT陶瓷相比,掺杂B2O3的BZT陶瓷的烧结温度下降了300℃,掺杂1.5%B2O3的BZT陶瓷的结构和介电性能较好。     

调制周期对TiB_2/TiAlN纳米多层膜机械性能的影响

利用射频磁控溅射技术,在室温下合成了具有纳米调制周期的TiB2/TiAlN多层膜.分别采用表面轮廓仪、纳米力学测试系统、多功能材料表面性能实验仪和XRD,分析了调制周期对TiB2/TiAlN纳米多层膜机械性能的影响.结果表明大部分多层膜的纳米硬度和弹性模量值都高于两种个体材料混合相的值,在调制周期为25 nm时,多层膜体系的硬度超过了36GPa,性能达到较佳效果.     

尺寸效应对细晶粒BaTiO3陶瓷电滞现象的影响

考虑到转向极化和反向畴的成核生长过程的综合影响,引入了一个反映两种过程影响程度的比例参数,对细晶粒BaTiO3陶瓷的电滞回线进行了理论分析,其结论与试验结果是极其一致的,这将有助于深入了解晶粒尺寸效应对BaTiO3陶瓷极化影响的机制。     

高介电常数BaTiO3陶瓷畴反转电流影响因素的研究

采用溶胶-凝胶结合二次煅烧的方法制备了高介电常数BaTiO3陶瓷,通过X射线衍射分析得到所制备的体系为四方相和立方相共存结构,从扫描电镜的图像中能观察其晶粒尺寸为1μm。通过TF2000铁电分析仪得到其介电常数在煅烧温度为1310℃,保温时间为4h,室温、测试频率为100Hz、测试电压为100V的条件下最大值为38306。研究了BaTiO3铁电陶瓷的反转电流随温度、频率和电压的影响规律,研究发现随着温度的升高反转电流缓慢降低,而随着电场和频率的增加反转电流迅速升高。从能量的观点也能进一步分析温度和电场对于反转电流的影响。