SiO_2-BaO-Al_2O_3-Cr_2O_3陶瓷保护涂层的制备及性能

为提高奥氏体不锈钢抗高温氧化及化学侵蚀能力,确立了以SiO2-Bao-Al2O3-Cr2O3为主要化学组成的氧化物陶瓷涂层体系,并对涂层的制备工艺进行了探讨.涂层制备工艺:研磨后的涂层粉体平均粒径Dsv为1.52μm,95%粉体粒径(D95)小于3.40μm;以水作为分散介质制备涂层料浆,料浆的福特杯黏度为12～16 s;不锈钢基体除油、除锈、喷砂处理使表面洁净、粗化以提高黏附力;调整浸涂过程样品提升速度控制涂层厚度;涂覆样品充分干燥后在空气中1 050 ℃下烧结2～3 min,可获得致密光滑的陶瓷涂层.结果表明:涂层在空气中热震29次、水中热震9次,保持完整,有良好的热稳定性;涂层在空气中1 000℃下50 h连续氧化.增重约为裸样的1/20;氧化动力学曲线呈线性关系;300 h中性盐雾侵蚀无明显变化,腐蚀等级9级,外观评价为A级.     

微孔Al_2O_3膜的研究进展

本文介绍了微孔Al_2O_3膜的制备方法、结构表征、表面改性及在高温气体分离和膜反应器中应用的最新进展,并结合作者的研究工作进行了一些讨论.     

煅烧气氛对Y_2O_3纳米粉体性能的影响

分别研究了在O2气氛或H2气氛下煅烧预处理,对Y2O3粉体性能的影响。用BET、XRD、SEM和TMA对粉体形貌和特性进行了分析。结果表明,煅烧气氛不仅会影响粉体颗粒尺寸,也同时会影响到粉体的团聚状态;O2煅烧后粉体为纯立方相Y2O3,粉体颗粒近似球形,具有较小的粒径、较好的分散性,等升温速率烧结时具有较低的最大收缩速率温度;H2气氛下在大于1 050℃对粉体煅烧,不仅粉体颗粒尺寸显著长大,同时粉体颗粒也会发生严重的团聚。在O2气氛下1 100℃煅烧的粉体颗粒尺寸约80 nm,同时团聚系数也最小,更有利于获得易烧结的Y2O3粉体。     

微量SiO_2对PI/Al_2O_3复合薄膜性能的影响

通过固定纳米氧化铝(Al2O3)的含量,改变纳米氧化硅(SiO2)的含量,制备一系列纳米SiO2含量不同的聚酰亚胺(PI)/Al2O3/SiO2复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对复合薄膜的微观形貌和分子结构进行表征,结果表明纳米颗粒在PI基体中均匀分散,而且纳米颗粒的加入既不影响PI的分子结构又对聚酰胺酸的热亚胺化无影响。同时测试了薄膜的力学性能、击穿场强和耐电晕时间。结果表明,当纳米SiO2质量分数为0.5%时,复合薄膜的击穿场强和耐电晕时间分别为211.15 kV/mm、378 min,均优于纳米SiO2质量分数分别为0,0.1%,0.3%和0.7%的薄膜,并且其力学性能也较优异。     

Y_2O_3和TiO_2烧结剂对制备β-Sialon陶瓷烧结性能的影响

以金属Al粉、单质Si粉、α-Al_2O_3微粉为主要原料,高温氮化反应制备β-Sialon陶瓷。通过在反应物中分别添加不同含量的Y_2O_3和TiO_2烧结剂,研究分析和对比了Y~(3+)和Ti~(4+)对β-Sialon陶瓷晶相组成、晶格常数、微观结构及烧结性能的影响。采用SEM及EDS对试样的微观形貌进行观察与分析,利用X'Pert Plus软件分析晶相的晶格常数,采用半定量法计算试样晶相组成。结果表明:Y_2O_3和TiO_2可显著降低高温氮化法制备β-Sialon陶瓷试样中β-Sialon相的生成温度。伴随着Y_2O_3和TiO_2的引入,Al_2O_3在Si3N4中的固溶度提高,β-Sialon晶相的生成量增加,晶格常数和晶胞体积增大,烧结性能得到改善。综合对比分析,Y_2O_3和TiO_2均对制备β-Sialon陶瓷具有良好的促烧结作用,用成本较低的TiO_2代替传统的稀土氧化物作为助烧结剂无压烧结制备β-Sialon陶瓷是可行的。     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的制备与性能

通过热压烧结技术，ＳｉＣ、ＡｌＮ和Ｙ２Ｏ３粉末混合作在１９２０～２０５０℃、Ａｒ气氛下形成了致密的复相陶瓷．在室温下ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到６００ＭＰａ和７ＭＰａ·ｍ１／２以上运用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析致密样品的断裂裂纹、形貌和组成．ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷在１３７０℃氧化试验３０ｈ，其氧化产物为莫来石．     

石墨表面Al_2O_3/SiO_2复合涂层的抗氧化性能

400 ℃下的石墨不能有效地冷却热气溶胶,且抗氧化失重性能差.采用sol-gel法在石墨表面制备了Al2O3/SiO2复合涂层,探讨了Al2O3粉末对涂层抗氧化性能的影响,研究了涂层的组成、结构形貌及抗氧化性能.结果表明:sol-gel法制备的Al2O3/SiO2复合抗氧化涂层除了少量的微孔外,比较致密完整,涂层主要由无定形的SiO2和Al2O3晶体组成;涂层700℃氧化40 min后失重为1.866%(质量分数),800℃氧化30 min后失重为2.750%(质量分数);Al2O3/SiO2复合溶胶中加入适量的Al2O3粉末能有效提高涂层的抗氧化性能.     

BaO-B_2O_3-SiO_2玻璃助剂中SiO_2对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

研究了氧化钡-氧化硼-氧化硅(BaO-B2O3-SiO2)玻璃助剂对Y掺杂BaTiO3陶瓷微观结构和PTCR特性的影响.微观结构分析表明.玻璃助荆中SiO2的含量能改变晶界相组成,影响样品的烧结特性和室温电阻率.实验结果表明,当含有5%SiO2(摩尔分数)的BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂的添加量为3%(质量分数)时,在1050℃保温3h烧结的样品的室温电阻率为210Ω·cm,升阻比为3.5个数量级.     

Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃耐海水性能的影响

本文通过高温熔融法制备了Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂的硼硅酸盐玻璃,借助SEM、ICPAES、XRD和pH计等分析手段,探究了稀土掺杂对该玻璃耐蚀性能的影响及其在海水中的腐蚀机理。结果表明:单独掺杂不同量的稀土氧化物对玻璃耐海水性能的影响不同,理想的单独掺杂量分别为1.00mol%的Y_2O_3(ZBY4)和0.25mol%的Gd_2O_3(ZBG1);混合掺杂的试样在耐海水性能上均得到提高,其中最佳掺杂量为0.5mol%Y_2O_3+0.5mol%Gd_2O_3;基础试样腐蚀后表面析出Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·_3H_2O晶体,ZBY4、ZBG1试样及所有混合掺杂试样表面均没有晶体产生。此外,玻璃在海水中的腐蚀与玻璃在去离子水中的腐蚀过程存在较大差别。     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

添加 Y_2O_3 或 CaO 对 AlN 陶瓷的电性能和热导性能的影响

本文采用 Y_2O_3,CaO 为 AlN 陶瓷烧结的添加剂,测量了该材料电性能(包括体电阻率,介电常数,介质损耗因子)和热导性能以及这些性能随温度变化的关系。研究了添加量对该材料第二相组成的影响及对材料电性能和热性能影响,并对所得的结果进行了初步讨论。指出要制得具有优良电性能和热导性能的 AlN 材料,应严格控制添加剂加入量和 AlN 粉末中的含氧量。     

Sc_2O_3掺杂对Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2难熔稀土氧化物直热式阴极热发射性能的影响

Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2难熔稀土氧化物直热式阴极具有制备工艺简单,热发射电流密度大,次级电子发射系数大,寿命长等优点,在大功率连续波磁控管中具有很好的应用潜力。为进一步提高Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2阴极的热发射性能,本文对该阴极的发射物质进行了不同比例Sc_2O_3的掺杂,结果表明,Sc_2O_3的掺杂能有效提高Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2阴极的热发射电流密度,其中,掺杂10%(质量比)Sc_2O_3的Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2阴极热发射电流密度在1500℃下达到5.3 A/cm~2,比未掺杂时提升了35.5%。由于在阴极激活过程中Sc_2O_3与Y_2O_3形成了固溶体,合成氧化物中Sc得到电子并释放出游离Sc,增强了涂层的导电性,所以,Sc_2O_3掺杂Y_2O_3-Gd_2O_3-HfO_2难熔稀土氧化物直热式阴极热发射性能具有显著提高。     

退火对Y_2O_3薄膜结构和光学性能的影响

采用脉冲式静电辅助的气溶胶化学气相沉积方法成功的在Si(100)衬底上制备了Y2O3薄膜,研究了退火对Y2O3沉积薄膜的形貌、结构和光学性质的影响。X射线衍射分析结果表明沉积得到的Y2O3薄膜在退火前为非晶态结构,退火之后薄膜具有立方结构,并且具有(111)择优取向。SEM分析显示薄膜在退火后更加平滑、致密。椭偏仪的测试结果表明薄膜退火后的折射系数提高,消光系数减少。     

掺杂Y_2O_3,Sm_2O_3对氧化铝瓷介电性能的影响

研究了Y2O3、Sm2O3对氧化铝瓷烧结性能、介电性能和显微组织的影响。研究结果表明,Y2O3、Sm2O3在氧化铝瓷的烧结过程中可以显著降低氧化铝瓷的烧成温度,抑制晶粒生长,使晶粒尺寸变小,提高了陶瓷的致密性,降低了试样的结构损耗。掺稀土氧化物的氧化铝瓷在1600℃保温2h烧结后,相对密度达98.8%以上,介质损耗达到4.2×10-3。     

熔体拉伸聚丙烯/Al_2O_3掺杂微孔膜的制备与研究

依据熔体拉伸成孔机理制备聚丙烯(PP)/Al2O3掺杂微孔膜,采用万能电子实验机、差示扫描量热仪和扫描电子显微镜对PP/Al2O3流延膜以及拉伸微孔膜结构和性能进行了测试。结果表明加入Al2O3可提高PP/Al2O3微孔膜的吸液率和力学性能,但添加量超过2%后PP/Al2O3流延膜弹性回复率下降明显,微孔分布和排列变差,透气性能下降,孔隙率减小。     

Y_2O_3对Micro-FAST制备铜基复合材料组织与性能的影响

采用多物理场活化烧结微成形技术(Micro-FAST)制备了Y_2O_3/Cu复合材料。对复合材料的相对密度、硬度、电导率进行了测试并对其显微组织进行了观察,研究了增强相Y_2O_3的添加量对复合材料组织及性能的影响。结果表明,随着Y_2O_3含量的增加,复合材料的相对密度、硬度及电导率均表现出先增加后降低的趋势,且各性能均在添加的Y_2O_3质量分数为1.0%时达到峰值。其中,相对密度高达99.91%,显微硬度及电导率分别达到75.8 HV和50.26 MS/m,复合材料的综合性能达到最优。Y_2O_3/Cu复合材料的各项性能均明显优于纯铜烧结试样,Y_2O_3增强相的作用明显。     

杂质离子对Y_2O_3∶Eu~(3+)发光性能的影响

研究了碱金属及碱土金属离子掺杂的荧光体Y2 O3∶Eu3+ 0 .0 5,A+ 0 .0 2 (A =Li、Na、K)和Y2 O3∶Eu3+ 0 .0 5,B2 + 0 .0 2 (B =Mg、Ca、Sr、Ba)的荧光、余辉发光及热释光特性。余辉光谱数据表明 :杂质离子掺杂的荧光体Y2 O3∶Eu3+ 的余辉发射主峰与未掺杂荧光体Y2 O3∶Eu3+ 的荧光发射主峰 (611nm)一致 ,为经典Eu3+ 的5D0 7F2 电偶极跃迁 ;杂质离子的引入明显地延缓了Y2 O3∶Eu3+ 的余辉衰减 ,其中Y2 O3∶Eu3+ ,A+ (A =Li、Na、K)的余辉衰减趋势几乎完全一致 ,而Y2 O3∶Eu3+ 、B2 + (B =Mg、Ca、Sr、Ba)的余辉衰减趋势由慢到快依次为Ca、Sr、Ba、Mg。热释光谱数据显示 ,杂质离子的掺杂导致基质中电子陷阱能级的生成 ,这是导致余辉衰减减慢的直接原因。Y2 O3∶Eu3+ ,A+ 的热释峰都位于 175℃左右 ,相应电子陷阱能级深度为 0 .966eV左右 ;而Y2 O3∶Eu3+ ,B2 + 的热释峰由高到低分别位于 192℃ (Ca)、164℃ (Sr)、13 5℃ (Ba)、118℃(Mg) ,电子陷阱能级深度分别为 1.0 0 3eV(Ca)、0 .942eV(Sr)、0 .880eV(Ba)、0 .843eV(Mg)。结合余辉衰减数据 ,可以看到 ,Y2 O3∶Eu3+ ,A+ 和Y2 O3∶Eu3+ ,B2 + 的热释光谱与相应荧光体的余辉衰减趋势吻合得十分好 ,由此可以得出 ,一定相同的条件下 ,热释峰值温度越高 ,杂     

热压烧结AlN(Y_2O_3)陶瓷热导率的温度关系

采用热压烧结技术,以Y2O3为烧结助剂制备AlN陶瓷。闪光法测试AlN陶瓷在室温~200℃的温度关系。结果表明,AlN陶瓷热导率随温度升高而降低;气孔对AlN陶瓷热导率随温度变化的速率有抑制作用,气孔率越小(致密度越高),热导率对温度变化越敏感;AlN陶瓷钇铝酸盐晶界相含量对热导率随温度变化的速率有促进作用,钇铝酸盐含量越高,热导率对温度变化越敏感。     

涂覆聚氨酯/SiO_2复合涂层制备耐热收缩聚乙烯微孔膜

以芳香族聚酯二元醇(APES)与4,4′-亚甲基双异氰酸苯酯(MDI)、三羟甲基丙烷(TMP)和纳米SiO_2组成涂层体系,制得耐热收缩聚乙烯复合微孔膜。研究发现,适当降低聚酯分子量并提高其对位苯环含量、增加异氰酸根指数和纳米SiO_2含量均可提高固化涂层的耐热性,降低微孔膜的热收缩率。采用溶剂预浸法和涂层发泡法可以在微孔膜表面形成多孔涂层,保持较好的通透性。采用对苯二甲酸(PTA)∶邻苯二甲酸酐(PA)(摩尔配合比)为25∶75,分子量为1457的APES,控制R值为1.5,TMP∶MDI(质量配合比)为1∶20,SiO_2用量为涂层固含量的3%(wt,质量分数),溶剂为THF,涂覆液固含量为30%,涂覆微孔膜的耐热性能较优,玻璃化温度达到97.3℃,热收缩率为2.3%,制得的涂层具有较好的耐热收缩性能。     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化．８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化，１１００℃氧化．２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重．１２５０℃与１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３，１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３转化成莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２）结构．试样表面的氧化层均匀而且致密．