等离子喷涂La_2(Zr,Ce)_2O_7涂层高温时效行为研究

采用共沉淀技术制备了3种不同含量Ce改性的La2Zr2O7粉末(La2Zr2O7(LZ)、La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)、La2(Zr0.3Ce0.7)2O7(LZ3C7)),采用等离子喷涂制备了涂层,对涂层进行了1200和1300℃×100 h高温时效处理,采用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜等方法对比观测了粉末相结构、纳米晶粒度、晶格常数,以及涂层的高温相结构演变和时效行为等。结果表明:LZ和LZ7C3粉末呈现单一烧绿石结构,LZ3C7呈现单一萤石结构,随着Ce掺杂量的增加,粉末晶格常数增加。3种涂层制备态均呈现为萤石结构,LZ和LZ7C3涂层经1200和1300℃×100 h高温时效后呈现为烧绿石结构,LZ3C7涂层经1200℃×100 h后保持萤石结构,经1300℃×100 h后形成萤石和烧绿石结构两种相。3种涂层经1300℃×100 h时效后,呈现出不同的微观结构,LZ涂层发生烧结形成微烧结孔,LZ7C3涂层中仍然保持着微裂纹结构,LZ3C7涂层产生大量孔洞。     

喷雾干燥-氢还原制备W-50Cu纳米复合粉末过程中的相转变

采用溶胶-喷雾干燥、煅烧和氢还原工艺制备了纳米级、W-50%Cu(质量分数,下同)复合粉末,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)研究了粉末制备过程中的相演变.非晶态喷雾干燥前驱体经煅烧形成复合氧化物粉末,其形貌和相结构随煅烧温度而变化.煅烧后的复合氧化物粉末在还原过程中经过了一系列复杂的相转变,其相转变过程分为3个阶段:在350℃,粉末主要由Cu、Cu2O、WO3、W相组成;在450℃还原后粉末由Cu、Cu2O、WO3和WO2相组成;在550℃以上还原时,铜的氧化物全部变成Cu相,WO3和WO2渐渐变成W相,其中WO2一直在750℃仍保持稳定.一系列的XRD分析结果表明,还原后的W-Cu纳米复合粉末由W(Cu)超饱和固溶体新相和Cu相组成,其晶粒尺寸分别为33 nm和63 nm.     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压合成及其相组成研究

为探索高温高压合成条件对Gd2-xNdkxZr2O7固溶体相组成、相结构以及相转变的影响,在不同合成压力(3～4 GPa)和温度(1 573～1 673 K)下制备了Gd2-xNdxZr2O7(x=0.2,0.4)系列样品,并利用X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行分析.结果表明:所有样品均获得了以立方烧绿石(Gd,Nd)2Zr2O7为主相的混合相,未能生成单一的立方烧绿石相,其原因可能是合成时间过短和压力诱导相变所致;在高温高压合成条件下,不同掺杂量的Nd在极短合成时间内可全部固溶进入陶瓷基材的晶格中;Nd掺杂量降低,高温+高压将促进烧绿石相转变,其有序化程度也逐渐下降;Nd掺杂量升高,高温+高压则是形成烧绿石相的理想条件;在高温高压合成条件下,样品晶粒细小,分布均匀且致密性好.     

镧/镱共掺杂二氧化锡纳米粉体的制备与表征

以LaCl3.7H2O、Yb(NO3)3.6H2O、SnCl4.5H2O为原料,氨水为沉淀剂,PEG-600作分散剂,采用化学共沉淀法制备出了镧/镱共掺杂二氧化锡纳米粉体。考察了反应pH值、煅烧温度、镧掺杂量对镧/镱共掺杂二氧化锡粉体的物相和形貌的影响,对粉末的前驱体进行综合热分析(TG-DTA),利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)对最终产物的结构和形貌进行表征,优化得到共沉淀法制备的最佳条件:反应温度60℃,pH值为9,煅烧温度800℃,镧/镱/锡的摩尔掺杂比为0.5:1:8.5。     

纳米ZrO2-8％Y2O3粉末的相转变及晶粒生长动力学

采用共沉淀法制备纳米ZrO2-8％Y2O3(质量分数)粉末,然后将其在大气中于1 100～1 300℃范围内高温煅烧处理2～32 h.利用XRD、SEM、TEM等方法研究纳米ZrO2-8％Y2O3粉末高温煅烧前后的相成分、形貌和晶粒粒径变化,并分析纳米ZrO2-8％Y2O3粉末的晶粒生长动力学及生长机制.结果表明:纳米ZrO2-8％Y2O3经高温煅烧后,单斜相和四方相含量随温度的升高和时间的延长而减少,立方相含量随温度的升高和时间的延长而增加;随温度的升高和时间的延长晶粒粒径逐渐增大;在1 250℃等温煅烧时,其晶粒生长指数为6,晶粒生长速率常数为7.626×1011 nm3/min:等温锻烧温度低于1 200℃时,晶粒生长活化能为64.35 kJ/mol,晶粒生长表现为以表面扩散为主的聚合生长;等温锻烧温度高于1 200℃时,晶粒生长活化能为1 16.40 kJ/mol,晶粒生长表现为以晶格扩散为主的聚合生长;另外,还可见晶粒旋转驱动的聚合生长机制;低的晶粒生长激活能归因于大量氧空位的引入和晶粒旋转驱动的聚合生长机制.     

超细（W，Ni，Fe，Y）复合粉末制备过程中稀土Y的物相形态变化

采用溶胶-喷雾干燥-氢还原法制备稀土Y含量分别为0,0.4%,5%,10%和20%的超细（W,Ni,Fe,Y）复合粉末,采用XRD研究煅烧温度和还原温度以及稀土Y含量变化时复合粉末体在制备过程中的相结构变化规律。结果表明：喷雾干燥前驱体随煅烧温度的升高渐渐从非晶体向复合氧化物晶化转变,添加稀土Y的粉末前驱体经煅烧后,Y与W形成复合氧化物Y2W3O12,且稀土Y可以有效地抑制粉末颗粒长大;随着Y含量的增加,Y和W的复合氧化物明显增加,Y2W3O12在700 ℃才能被还原成低氧复合氧化物相;含5%稀土Y粉末中的Y2W3O12被还原生成新相Y2WO6;当稀土Y增加到10%以上时,不仅生成Y2WO6,还生成另一种新相Y6W2O15。     

新型稀土锆酸盐材料研究进展

稀土锆酸盐是高温热障涂层与高温固体电解质的候选材料之一,通式为Ln2Zr2O7（Ln为稀土元素）,具有烧绿石结构或缺陷型萤石结构;具有高熔点、低热导率、高热膨胀系数、高化学稳定性、相对低的传导温度、优良的离子导电性能和高辐射稳定性等特点,在诸多领域得到广泛应用。综述了目前国内外稀土锆酸盐材料的热物理性能、电学性能和力学性能方面的最新研究进展,展望了未来稀土锆酸盐材料在热障氧化物材料和固体氧化物燃料电池电解质方面的应用前景。     

等离子喷涂铈酸镧热障涂层性能研究

采用固相反应在1 400℃合成了具有萤石结构的铈酸镧(LCO)粉末。考虑到等离子喷涂过程中CeO2挥发高于La2O3,通过对合成粉末原始配比进行调整,制备出的等离子喷涂LCO涂层符合La2Ce2O7化学计量比。LCO涂层在1 400℃下,热处理110h后未发生分解现象。隔热性能测试结果表明,相同厚度的双层结构LCO/YSZ涂层,在1 250℃下隔热性能约为YSZ涂层的2倍。     

化学共沉淀法制备正铌酸镧过程中杂相的形成与控制

从多酸化学的角度 ,讨论了在化学共沉淀法制备正铌酸镧 (LaNbO4 )过程中 ,不同 pH条件对产物相组成的影响。结果表明 :在酸性条件下 ,由于同多酸盐的析出 ,产物中有部分偏铌酸镧相K2 LaNb5O15存在 ;在碱性条件下 ,由于铌酸盐的水解受到抑制 ,可以制备得到相组成相对单一的正铌酸镧相 ;对酸性条件下得到的无定形前驱体粉末进行碱化处理可以降低烧成正铌酸镧相中的杂相含量。     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2气氛下的腐蚀

研究了600℃时Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2 3种气氛中的腐蚀行为，Fe-15Ce合金腐蚀后发生了Ce的内氧化或形成了复杂的腐蚀产物膜，而未出现Ce的选择性氧化或硫化，这主要是合金中存在着两相及Ce在Fe中极低的溶解度的结果。Fe-15Ce合金在本实验条件下的氧化-硫化腐蚀速度低于相同温度、压力下的纯硫化。     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

氢分子在贮氢材料Li2MgN2H2表面的吸附与解离

采用第一性原理计算方法研究了Li-Mg-N-H体系贮氢材料的放氢产物Li2MgN2H2的吸氢反应过程中的过渡态、表面电子态密度和表面能。结果表明:氢分子在Li2MgN2H2低指数表面中最低能量(100)表面的Mg-Mg-Li穴位吸附位置能够形成最稳定的吸附结构并发生解离,氢分子吸附能为-0.1898eV,解离能约为0.84eV(81kJ/mol),表明该反应所需的反应活化能仍较高,吸氢反应速度缓慢。     

Thermodynamics and phase diagrams in the binary systems Na2O-SiO2, Na2O-GeO2, Na2O-B2O3, Li2O-B2O3, CaO-B2O3, SrO-B2O3, and BaO-B2O3

We applied our model to the enthalpy of mixing data of the binary systems Na₂O-SiO₂, Na₂O-GeO₂, Na₂O-B₂O₃, Li₂O-B₂O₃, CaO-B₂O₃, SrO-B₂O₃, and BaO-B₂O₃. The most stable composition in the liquid, that is where the enthalpy of mixing is most negative, is with a metal-oxygen ratio of 4 to 3, for monovalent metals (Na and Li) and 3 to 4 for divalent metals (Ba and Ca) in liquid silicates or borates. The same applies to the CaO-SiO₂, CaO-Al₂O₃, PbO-B₂O₃, PbO-SiO₂, ZnO-B₂O₃, and ZnO-SiO₂ systems. The oxygen to metal ratio, its constant value in various types of systems, reflects and describes the structure of the liquid. Using the analyzed enthalpies of mixing data and the available phase diagrams, we calculated the enthalpies of formation of the various binary compounds. The results are in excellent agreement with data in the literature that were obtained from direct solid-solid calorimetry.     

ACTIVITY OF La_2O_3 IN LIQUID La_2O_3-CaF_2 AND La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2 SLAGS

用石墨为还原剂,将渣中La_2O_3还原入液态Sn,以测定1500℃下La_2O_3-CaF_2和La_2O_3-CaF_2-CaO-SiO_2渣中La_2O_3的活度.对La_2O_3-CaF_2系,并用Gibbs-Duhem积分法求得CaF_2的活度. 根据液态渣的离子结构模型,对上述二渣系中La_2O_3的活度数据进行了简单的讨论.     

Mechanoluminescence in BaSi2O2N2:Eu

Mechanoluminescence (ML), a general term for the phenomenon in which light emission occurs during any mechanical action on a solid, can be divided roughly into two classes: destructive ML and non-destructive ML. For practical use in high-end applications (e.g. pressure sensors), materials with non-destructive ML properties are preferred. This paper reports on the strong non-destructive ML in BaSi₂O₂N₂:Eu. When irradiated in advance with ultraviolet or blue light, this phosphor shows intense blue-green light emission upon mechanical stimulation such as friction or pressure. The ML has an emission band peaking at 498 nm, which is ～4 nm red-shifted compared to the steady-state photoluminescence. The origin of the ML is discussed and related to the persistent luminescence of BaSi₂O₂N₂:Eu. The same traps are responsible for both phenomena. Based on the occurrence of ML in this phosphor, we were able to show that the predominant crystallographic structure of BaSi₂O₂N₂:Eu belongs to space group Cmc2₁.     

PHASE DIAGRAM OF TERNARY SYSTEM PrCl_2-CaCl_2-MgCl_2

Three surfaces corresponding to the primary crystallization of PrCl_3,CaCl_2 andMgCl_2 respectively,3 univariant curves related to the secondary crystallization and a ternaryeutectic(44.8 wt-% PrCl_3,31.8 wt-% CaCl_2,546℃)were found in systemPrCl_3-CaCl_2-MgCl_2 by means of DTA.A reaction occurs in this system:L=PrCl_3+CaCl_2+MgCl_2.     

Thermodynamic evaluation of phase equilibria in the CaCl2-MgCl2-CaF2-MgF2 system

The phase diagram of the CaCl₂-CaF₂-MgCl₂-MgF₂ reciprocal ternary system was calculated thermodynamically from available data on the common-ion binary subsystems and from available data on the CaCl₂-MgF₂ join. This join is very nearly quasibinary and divides the system into two quasiternary systems: the CaCl₂-MgF₂-CaF₂ system with a ternary eutectic calculated at 724 +-5 °C and the CaC₂-MgF₂-MgCl₂ system with a ternary eutectic calculated at 561 +-5 °C.     

Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.