SrTiO_3晶界层陶瓷电容器

采用一次烧成工艺研制了大容量、高绝缘、低损耗的SrTiO_3基晶界层电容器。实验结果表明:非化学计量比(Ti/Sr比)、施主掺杂剂含量以及一次烧成过程中氧化保温时间是影响这类电容器电性能最主要的因素。其中氧化保温时间直接决定着SrTiO_3显微结构,尤其是晶界层的厚度。     

在还原气氛烧结过程中施主掺杂量对(Bam-xSmx)TiO3基热敏材料PTC特性的影响

正温度系数(PTC)热敏陶瓷常用于低压集成电路的过流保护,为了适应市场对该样品低阻化的要求,人们一般采用还原再氧化的烧结工艺来制备片式PTC热敏陶瓷.本文主要研究了(Bam-xSmx) TiO3 (BST)基陶瓷在还原气氛中1300℃烧结30 min并在850℃再氧化热处理后其化学计量比和施主掺杂浓度对该样品的电性能及其PTC效应的影响.结果表明,BST基陶瓷样品的化学计量比和施主掺杂量都对该样品的电性能和PTC效应产生影响.随着施主掺杂含量的增加(0.2～0.5mol％ Sm3+)不同化学计量比样品的室温电阻率均呈现出先减小后增加的变化趋势,其中Ba过量样品的室温电阻率比Ti过量的和满足化学计量比样品的一般要高一些.m=1且施主掺杂0.3mol％ Sm3+的BST基陶瓷可以获得较好的PTC效应,它的室温电阻率(ρRT)和升阻比Lg(ρmax/ρmin)分别为383.1Ω·cm和3.1个数量级.此外,化学计量比和施主掺杂量对样品的平均晶粒尺寸有较大的影响,再氧化热处理对施主掺杂BST基PTC陶瓷的电性能以及PTC特性也有明显影响.     

CaTiO3对（Ba,Pb）TiO3系高温PTC材料性能和显微结构的影响

研究了CaTiO3含量及烧成工艺对(Ba,Pb)TiO3基PTC陶瓷材料性能和显微结构的影响。结果表明CaTiO3的最佳添加量为3mol%,室温电阻率达到最小,PTC效应最好。SEM观察表明添加CaTiO3后晶粒更均匀致密。不同烧成工艺下材料性能的比较,结果表明烧成温度越高,温度系数越大,但室温电阻率也越大;降温阶段的保温能增强PTC效应。     

晶界势垒和缺陷对PTC效应影响的研究

为了适应市场对低压集成电路过流保护作用的PTC热敏陶瓷的低阻化要求,采用还原-再氧化的烧结工艺来制备多层片式PTC热敏陶瓷.本文主要研究了(Ba1.022-xSmx)TiO3基陶瓷在还原气氛中1200℃烧结30 min并在800℃再氧化热处理后其室温电阻率随施主掺杂浓度的变化关系,以及冷却速率对该样品PyTC效应的影响.从氧化物半导体理论出发,阐述了在还原再氧化过程中该陶瓷的缺陷模型和晶界特性,讨论了施主掺杂BaTiO3基PTC陶瓷缺陷行为与晶界势垒及其导电机理,解释了冷却速率和再氧化时间对样品的电性能以及PTC效应的影响.     

CaO-SiO2-B2O3系陶瓷的低温快烧制备与性能

以CaCO3,SiO2,H3BO3为原料,采用无压烧结法,分别在3个不同的烧成条件下,低温快速烧成制备了CaO-SiO2-B2O3系陶瓷样品,所得样品在室温下快速冷却.测定了该体系的烧结性能和样品的体积电阻率,并探讨了其变化规律.结果表明:按照一定比例复合添加ZnO和MgO,对CaO-SiO2-B2O3系陶瓷具有明显的助烧作用;在添加量少于6.0%(质量分数,下同),同比例复合添加ZnO,MgO时较相应单一添加ZnO(为同比例复合添加ZnO,MgO时质量的1/2)所得样品的体积电阻率大.当添加6.0%ZnO,6.0%MgO时,在3种烧成条件下,均可制得体积密度较大、吸水率较小、体积电阻率较大(>1011 Ω·cm)的致密烧结体.     

MoSi2–再结晶SiC复合材料的高温抗氧化性能及氧化机理

在SiC粉中添加MoSi2粉,采用模压成型、无压烧成方法制备MoSi2–再结晶SiC(RSiC)复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和等温氧化法研究复合材料的高温抗氧化性能及氧化机理。结果表明,所得复合材料中SiC为6H型,部分MoSi2转变为六方结构Mo4.8Si3C0.6,添加MoSi2前后样品的氧化产物均为方石英,样品表面生成的氧化膜形貌相似。氧化过程中样品质量变化与时间关系遵循抛物线规律,随MoSi2添加量增加,复合材料的抗氧化性能显著提高,其中,添加20%(质量分数)MoSi2所得复合材料在1500℃循环氧化100h后质量增加量仅为未添加MoSi2样品的37%。当MoSi2添加量为10%时,复合材料的抗氧化性能随样品烧成温度的升高先提高后降低,2 300℃烧成所得材料有较好的高温抗氧化性能,其氧化速率常数为0.99mg2/(cm4.h)。在氧化初始阶段,Mo4.8Si3C0.6和MoSi2首先发生氧化反应,随氧化时间增加,Mo4.8Si3C0.6和MoSi2消耗殆尽,此后的氧化则主要为Mo5Si3和SiC的氧化。SiO2膜的致密性和膜厚度与膜中Mo5Si3的含量有关。     

工业废渣在复合无光乳浊釉中的应用

以废瓷粉、废玻璃粉、粉煤灰等工业废渣为主要原料．添加其它常用的陶瓷原料，成功研制出乳白色、彩色(添加色料)、费色(以粉煤灰着色)三个系列无光乳浊釉。这些釉的烧成温度为1180℃左右，烧成气氛为氧化气氛．它们具有废渣用量大(废渣总用量40-50％)、熔块用量低(0～12％)、成本低等特点。     

多施主掺杂PTC陶瓷材料的研究

本文在双施主掺杂高ＴｃＢａＴｉＯ_３基ＰＴＣ陶瓷材料的基础上,对ＢａＴｉＯ_３的Ａ、Ｂ、Ｏ位同时进行离子置换以实现多施主掺杂,同时还研究了烧结温度对阻温特性的影响。研究结果表明,多施主掺杂试样的烧成温度对ｐ－Ｔ性能影响很大,在一定配方及工艺条件下,获得的ＰＴＣ陶瓷材料的室温电阻率变化不大,升阻比明显提高。     

间歇式烧成窑炉的烟气作为干燥室热源的一种改进

电瓷制造过程中的一个重要环节是烧成阶段,是通过窑炉实现的。在抽屉式窑炉烧成的后期有一个从1 200℃到室温的冷却过程,一般采用冷风直接吹入的降温方法。窑炉的烧成阶段(含冷却)烟气带走的热量损失约占产品烧成能耗的30%～40%。回收窑炉冷却阶段废气以及燃烧的烟气的热量是非常有意义的一件事情,也是利用和提高窑炉效率的积极做法。     

表面修饰的碳纳米管用于非水系超级电容器的研究

该文报道了一种铬酸洗液室温氧化碳纳米管的方法,并将氧化后的碳纳米管应用于超级电容器有机电解质体系中,研究了氧化时间对比电容的影响规律。发现氧化后的碳纳米管构筑的超级电容器电容性能有显著提高,这归因于铬酸洗液处理碳纳米管时,改变了碳纳米管表面的拓扑结构,在其表面引入了羟基(-OH),羰基(C=O)和羧基(-COOH)等基团,这些基团的引入赋予了材料的赝电容特性,从而使得比电容显著提高。结果表明铬酸洗液室温氧化碳纳米管20分钟后比电容值达到最优。     

烧成制度对釉面金属光泽效果的影响

采用高岭土、石英、长石等为原料,以氧化锰、氧化铜为析晶剂,制备金属光泽釉,探讨了烧成温度、保温时间等烧成制度对釉面金属光泽的影响规律.结果表明:在当前的配方组成下,1120℃下釉烧并保温30分钟,后在820℃下慢冷至620℃,釉面具有良好的金属光泽效果.     

烧成制度及杂质对Mg-PSZ材料析出体形态和力学性能的影响

以阳泉产ZrO2原料为研究对象,通过控制烧成制度,即在烧结温度前保温(1600℃),再在C相区烧结固溶,经慢速冷却至1100℃后再自然冷却到室温,可使基体中长出大小合适的析出体,获得较佳的力学性能.含10mol%MgO的Mg-PSZ材料强度可达728MPa,韧性可达12.3MPa.m1/2,与宜兴料相比较,可知少量杂质(Fe2O3)可略降低材料的烧结温度,但对材料的力学性能无影响.通过SEM对选用不同烧成制度材料中析出体的形态进行了分析.     

无光豹纹花釉的研制

笔者对无光豹纹花釉的配方及烧成制度进行了研究。在底釉配方中添加氧化铁、氧化锌等搅动釉面出现自然窑变纹路效果,面釉施普通的光泽颜色釉,在合适的烧成条件下呈现无光豹纹花釉。研究烧成温度,保温温度、保温时间等对釉面效果的影响等,得出最佳效果为:底釉中氧化铁添加量为6%~8%、氧化锌添加量为2%~4%,采用梭式窑氧化气氛烧成,最高烧成温度为1 290℃,二次保温温度为1 130~1 150℃,保温时间为60min。     

MoSi2-再结晶SiC复合材料的高温抗氧化性能及氧化机理

在SiC粉中添加MoSi2粉,采用模压成型、无压烧成方法制备MoSi2-再结晶SiC（RSiC）复合材料。利用扫描电子显微镜、X射线衍射和等温氧化法研究复合材料的高温抗氧化性能及氧化机理。结果表明,所得复合材料中SiC为6H型,部分MoSi2转变为六方结构M04.8Si3Co6,添加MoSi2前后样品的氧化产物均为方石英,样品表面生成的氧化膜形貌相似。氧化过程中样品质量变化与时间关系遵循抛物线规律,随MoSi2添加量增加,复合材料的抗氧化性能显著提高,其中,添加20％（质量分数）MoSi2所得复合材料在1500℃循环氧化100h后质量增加量仅为未添加MoSh样品的37％。当MoSi2添加量为10％时,复合材料的抗氧化性能随样品烧成温度的升高先提高后降低,2300℃烧成所得材料有较好的高温抗氧化性能,其氧化速率常数为0．99mg^2／（cm^4·h）。在氧化初始阶段,M04.8Si3C06和MoSi2首先发生氧化反应,随氧化时间增加,M04.8Si3Co6和MoSi2消耗殆尽,此后的氧化则主要为M05Si3和SiC的氧化。Si02膜的致密性和膜厚度与膜中M05Si3的含量有关。     

太阳能热发电用氧化铝-碳化硅-氧化锆储热陶瓷的制备及表征

以α-Al2O3、部分稳定氧化锆(5.2%Y2O3,质量分数)和碳化硅为原料,采用无压烧成技术制备了太阳能热发电用 Al2O3–SiC–ZrO2(ASZ)储热陶瓷,研究了碳化硅和氧化锆添加量对 ASZ 储热陶瓷样品结构与性能的影响。结果表明：随着碳化硅添加量的增加,样品的力学性能、抗热震性和热物理性能均有提高;添加氧化锆可提高样品的力学性能和抗热震性能;经1280℃烧成的碳化硅添加量为50%、部分稳定氧化锆添加量为5%的样品的显气孔率、吸水率、体积密度和抗折强度分别为24.88%、10.44%、2.38 g/cm3和66.20 MPa;样品的比热容、导热系数和储热密度(600℃时)分别为1.05 kJ/(kg·K),2.26 W/(m·K)和916.91 kJ/kg。热震试验30次(室温～800℃)样品无裂纹,强度增长率为27.89%。     

无光窑变釉的研究

本文对无光黄褐色窑变釉的配方、工艺、烧成制度进行了研究。通过在釉料配方中添加氧化铁、碳酸钡等原料,釉面出现自然窑变黄褐色效果,在合适的烧成条件下呈现无光窑变釉。试验得到氧化铁最佳添加量为5~7%、碳酸钡26~29%,采用氧化气氛烧成,烧成温度范围1210~1250℃。     

低温烧结SrTiO_3陶瓷晶界层电容器材料的研究

研究了施主杂质Nb_2O_5,碱金属氧化物添加物Li_2O和烧成温度对低温一次烧成SrTiO_3陶瓷晶界层电容器介电性能和显微结构的影响。结果表明。Li_2O的加入量对液相烧结的进行和晶粒的生长有很大影响。具有一定特性的液相还能作为氧在晶界上迁移的通道,而有利于氧的挥发,促进晶粒的半导化,Nb_2O_5含量为0.1mol％左右时就能具有良好的效果。在液相特性不能满足晶粒生长要求的情况下,Nb_2O_5含量显著影响着晶粒的半导化程度。添加过多的Nb_2O_5会阻碍晶粒的生长。烧结温度对晶粒生长和材料的介电常数也有明显的影响,适当提高烧结温度能提高材料的介电常数。     

一次低烧SrTiO3基晶界层电容器的研究

研究了以Ｌｉ２ＣＯ３为助烧结剂、Ｓｒ（Ｌｉ１／４Ｎｂ３／４）Ｏ３为施主掺杂剂、Ｂｉ２Ｏ３和ＳｉＯ２为晶界绝缘剂的ＳｒＴｉＯ３基晶界层电容器的一次低温烧成技术。初步探索了Ｔｉ／Ｓｒ比值、施主掺杂剂、绝缘剂对显微结构及介电性能的影响。在１１５０℃烧成温度下，获得了εａｐｐ〉３．５×１０＾４；ｐ〉１．０×１０＾１１Ω·ｃｍ；ｔｇδ〈１．０％；ΔＣ／Ｃ〈±５．０％（－２５￣＋８５℃）的ＳｒＴｉＯ３基晶界层     

低温烧结SrTiO3陶瓷晶界层电容器材料的掺杂分析

借助于晶格常数的精确测定、透射电子显微镜及其电子衍射和X射线能谱分析,结合材料性能,对还原气氛中低温一次烧结的srTiO_2陶瓷晶界层电容器材料的掺杂状况进行了分析。结果表明Li~+不能进入srTiO_2晶格的填隙位置形成施主。在Nb_2O_5和Li_2O同时存在的情况下,也没有产生施主-受主相互补偿进入晶格的现象,而是Nb_2O_5进入晶格起施主作用使晶粒半导化,Ll_2O偏析在晶界上,与聚集在晶界上的SZO_2一起形成活性液相,促进烧结的进行,并形成复杂的锂硅酸盐化合物产生绝缘性的晶界,从而形成晶界层电容器的显微结构,这是能够在低温下一次烧成SrTiO_2陶瓷晶界层电容器材料的根本原因。     

工业搪瓷若干组分对性能的影响

研究了工业搪瓷面釉中若干组分对于化学稳定性的影响。结果发现组分ZrO_2、TiO_2、CaO、MnO_2和CoO等对搪瓷的耐酸耐碱性能有较好的影响,而F和R_2O产生不利的影响。 介绍了一种含ZrO_2 TiO_2 10～20%的工业搪瓷面釉,它从烧成温度冷至室温时轻微析晶,具有较好的化学稳定性和很好的抗冲击性能。由此获得一种烧成温度较低同时耐酸耐碱性能优越的低温工业搪瓷。