液相烧结8YSZ陶瓷的性能研究

以Bi2O3为烧结助剂,利用液相烧结法制备8YSZ陶瓷材料,研究了烧结助剂对材料致密化、相组成、显微结构、力学性能及电学性能的影响.结果表明:烧结助剂的引入显著促进了材料的致密化、降低了烧结温度;引入烧结助剂Bi2O3后,使得ZrO2中的Y2O3含量减少,以致出现了含有单斜相氧化锆的第二相;而材料的致密化和单斜相氧化锆的出现,又使其具有良好的力学性能,同时对电学性能也有一定的影响.     

流延法制备8YSZ薄膜

采用非水基流延法制备了8mol%氧化钇稳定氧化锆薄膜,研究了球磨时间、固含量、有机添加剂含量及除泡工艺对8YSZ浆料流变性能的影响,通过SEM表征烧结体表面形貌,用电化学阻抗仪对烧结体进行电导率测试。结果表明:分散剂用量1.25wt%,球磨时间15h,浆料的粘度最小,分散效果最好;增塑剂与粘结剂比例为0.7,粘结剂加入量6.5～8.5wt%,二次球磨后,真空除泡可获得适合流延的浆料;生坯1450℃烧结4h,烧结体晶界清晰、致密度较好;烧结体在300～800℃随温度的升高电导率逐渐增大,在800℃时离子电导率达0.046S/cm。     

MgO掺杂对功率型PZT压电陶瓷性能的影响

通过掺入不同比例的MgO,采用固相烧结法,制备出一种Pb0.95 Sr0.05(Zr0.525 Ti0.475)O3+1.1 mol％ CaFeO5/2+0.3mol％ Fe2O3+0.2mol％ Li2CO3+xmol％ MgO压电陶瓷材料.实验表明:适量MgO掺杂可以改善材料压电介电性能,在保持较高压电性能基本不变的前提下,提高机械品质因数Qm,降低介电损耗tanδ.当x=0.2时,陶瓷的综合性能最佳,具体性能参数为:压电应变常数d33=254 pC/N,平面机电耦合系数Kp=54.5％,相对介电常数εT33/ε0=960,介电损耗tanδ=0.34％,机械品质因子Qm=822.其性能满足大功率压电器件的要求,能较好地应用于压电变压器、超声换能器等器件中.     

添加3Y-TZP对8YSZ电解质材料的力学和电学性能的影响

采用机械混合方法,在8YSZ电解质材料中添加3Y-TZP,目的是在满足YSZ电解质电学性能要求的前提下,提高材料的力学性能.试样在常压下烧结,通过弯曲强度﹑断裂韧性﹑电导率测定和相组成分析,讨论了3Y-TZP添加量的影响.实验结果表明:加入3Y-TZP能显著提高陶瓷体的力学性能,弯曲强度和断裂韧性随着添加量的增多而提高;电学性能在0～30%(质量百分比,下同)的添加量时下降很小.添加30% 3Y-TZP的电解质材料在1000 ℃电导率为0.11 S/cm,强度接近300 MPa,综合效果最好.     

NiO掺杂对4YSZ导电性能的影响

以氧氯化锆、硝酸钇和氯化镍为原料,柠檬酸为络合剂,制备了掺NiO的4YSZ凝胶,将凝胶在500℃煅烧后,压制成圆片状,在1300℃烧结2h得到所需试样;研究NiO的不同掺量对试样的烧结性能、电导率的影响。结果表明掺NiO可提高试样的烧结性能和电导率;当Ni元素为4mol%时,试样相对密度达95.20%,其在700℃的电导率达2.40×10-3S.cm-1。     

MgO粒度对原位尖晶石浇注料性能的影响

由于原位尖晶石的形成,铝镁浇浮料表现出一定的膨胀性,而且尖晶石的形成反应受MgO源及其粒度大小的影响。在本研究中,利用不同粒度的MgO（〈45μm或〈100μm）制备浇注料,并利用辅助烧结技术以及通过检测试样的力学强度、抗蠕变性以及显做结构研究试弹。浇注料的膨胀性、生成的相及其性能受MgO粒度大小影响。利用局部平衡相图预测使用忸MgO颗粒（〈100μm）的浇注料所产生的相（如镁橄榄石相和钙镁橄榄石相）。由于合有大颗粒MgO的浇注料形成完全不同的显微结构,产生大量裂纹,使力学强度和抗蠕变性变差。因而,MgO的粒度选择成为设计铝镁浇注料的一个关键问题,它影响着材料的使用性能。由于单个参数的变化影响到浇注料的最终显微结构和性能．因此,本研究是一个关注耐火陶瓷系统的相组成的典型实例。     

MnCO3掺杂BSTO/MgO复相铁电陶瓷介电性能的研究

在钛酸锶钡(BSTO)与质量分数为60%的MgO混合的基础上,研究了MnCO3掺杂对BSTO/MgO复相铁电陶瓷介电性能的影响.随着MnCO3掺杂量的增加,BSTO晶粒尺寸减小.适量的MnCO3的掺杂可明显降低BST/MgO复相材料的高频损耗以及显著提高材料的调谐性.当MnCO3掺杂量为0.5%(物质的量分数)时,BSTO/MgO 材料的介电常数为94,高频损耗为2.91×10-3(4.191 GHz),介电常数可调率达7.4%(2 kV/mm).     

料浆法制备FeCrAl合金基高温抗氧化MgO质陶瓷涂层

将陶瓷粘结料与重烧MgO制成料浆,采用喷涂工艺制备FeCrAl合金基高温(1200℃)抗氧化陶瓷涂层,系统地研究了重烧MgO含量对涂层抗氧能力的影响。结果表明:当重烧MgO的含量为30wt%、涂层厚度约为100μm,试样在空气中1200℃、360h抗氧化实验后,其氧化质量增加率约为合金基体的1/14。采用SEM、EPMA、XRD、热膨胀仪等测试手段对试样进行表征,揭示了涂层高温抗氧化能力与其组成及显微结构之间的关系。     

丙烯酸在YSZ颗粒表面原位聚合的性能研究

YSZ粉体经表面聚合后,当温度大于650℃时,表面聚合物中的有机物完全分解;表征结果为表面聚合的厚度大约在5nm左右;经表面聚合的Y SZ粉体颗粒可使其等电点由6.7移动到4.3左右,最大的Zeta电位绝对值达到67m v左右（pH 10～11时）。经表面聚合作用后,对YSZ水基悬浮体的颗粒的分散和稳定起到了非常重要的作用。将经表面聚合的Y SZ粉体颗粒与复合粘结剂可形成稳定、均匀的高固相含量的流延浆料,其流延生坯片的断面上,气孔分布均匀,流延膜平整、光滑。经烧结后的Y SZ陶瓷基片达到了理论密度的98%。     

Nd2O3掺杂对BSTO/MgO复合陶瓷显微结构和性能的影响

当掺杂0.3mol% Nd2O3时,BSTO/MgO复合陶瓷材料的介电常数为88,损耗2.8×10-3(4.1GHz),介电常数可调为6.9%(2.0 kV/mm).利用电介质理论分析了Nd2O3对BSTO/MgO复合陶瓷材料介电性质的改性机理.     

二氧化硅掺杂对黑色氧化铝陶瓷的改性

用超微细氧化铝(Al2O3),二氧化硅(SiO2)粉体及适量的过渡金属氧化物,用固相反应法在1 350 ℃空气中烧结得到了致密的黑色Al2O3陶瓷.研究了SiO2掺杂对陶瓷显微结构和电性能的影响.实验表明:在黑色Al2O3陶瓷中,SiO2是一种较好的掺杂剂,它不仅可以降低烧结温度,使陶瓷晶粒细小均匀,同时还可以改善材料的电气性能,使之满足用作晶体振荡器件、光电器件及集成电路器件等的基板及避光封装外壳的要求.     

纳米MgO/TiO2对ZTA陶瓷性能的影响

研究了纳米MgO/TiO2复合添加剂对氧化锆增韧氧化铝(ZTA,ZrO22%)陶瓷的烧结特性和机械性能的影响。结果表明:添加少量的纳米MgO及TiO2,不仅可以降低烧结温度,并能显著提高材料的抗弯强度和断裂韧性,其实验峰值分别达到364MPa和4.3MPa·m1/2。     

添加剂Y_2O_3对Mg-PSZ显微结构及力学性能的影响

研究了添加Ｙ２Ｏ３对ＭｇＰＳＺ显微结构及力学性能的影响。结果表明,ＭｇＰＳＺ中引入Ｙ２Ｏ３有利于降低烧结温度,促进立方化完全,但烧结体的力学性能有所降低。在１４００℃下热处理,（Ｍｇ,Ｙ）ＰＳＺ材料与ＭｇＰＳＺ一样发生ｃＺｒＯ２→ｔＺｒＯ２的析出过程,析出纺锤状四方ＺｒＯ２晶体。１４００℃热处理１０ｈ获得最大抗弯强度达６４８ＭＰａ,断裂韧性Ｋ１ｃ为８．３ＭＰａ·ｍ１／２。Ｙ２Ｏ３的加入使获得优异力学性能的热处理范围变宽,因而工艺上容易控制。但Ｙ２Ｏ３加入过多使析出困难。最佳加入量为１．０％（摩尔百分数）。Ｙ２Ｏ３的加入还使材料的Ｗｅｉｂｕｌ模数增高至１８．４６,表明（Ｍｇ,Ｙ）ＰＳＺ经热处理后能消除内部缺陷,使材料可靠性提高。     

铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料制备工艺的研究

以生铝矾土、高岭土和伊利石为主要原料,采用传统陶瓷工艺方法,制备了铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料。以Al2O3质量分数在60～65%范围的坯料为研究对象,研究了原料配比和坯料细度等因素与试样的烧成温度及抗弯强度的关系。利用XRD、SEM等分析手段对材料的物相组成和显微结构进行了表征。结果表明:铝矾土-伊利石-高岭土体系陶瓷材料,在1320～1360℃烧结范围内能够制备抗弯强度110～140MPa的高强度陶瓷材料;提高铝矾土的含量和原料的细度均有利于强度的提高;添加适量的滑石有助于强度的提高以及烧结温度的降低;在原料配比相同的条件下,烧结范围下限附近烧成的试样强度较高。     

掺杂氧化铌对钛酸锶钡铁电陶瓷材料显微结构和介电性能的影响

钛酸锶钡(barium strontium titanate,BST)铁电陶瓷材料的介电常数(ε)随外加直流电场的变化呈现非线性特性.纯BST材料由于较高的ε和较大的介电损耗(tanδ)不能满足移相器介质材料的要求.通过在BST中添加氧化铌(Nb2O5)来改善BST铁电陶瓷材料的介电性能.结果表明:在BST体系中微量掺杂Nb2O5,Nb5 以取代Ti4 的方式存在于钙钛矿的晶格中,形成均匀的固溶体Ba0.5Sr0.5Ti1-xNbxO3.随Nb5 添加量的增加,Curie峰逐渐变宽,峰高逐渐降低,相变弥散效应增强.Nb5 的掺杂能显著降低并稳定BST陶瓷的tanδ,改善BST体系的介电性能.     

流延法制备YSZ电解质薄膜研究

选用两种Ｙ２Ｏ３稳定ＺｒＯ２（ＹＳＺ）材料,用流延成形法制成了厚度为０．２ｍｍ的ＹＳＺ固体电解质薄膜。实验发现,用共沉淀法制备的ＹＳＺ粉料,可以在１４５０℃烧成;而固相混合法制成的粉料,必须在１５８０℃才能烧结。文中对实验材料性能、组织形态以及流延工艺进行了研究。     

活性填料对聚碳硅烷裂解陶瓷性能的影响

研究了裂解温度对活性填料Al-聚碳硅烷裂解陶瓷的线收缩率、陶瓷产率、力学性能等的影响，研究表明，随着裂解温度升高，材料的线收缩率，陶瓷烧成体的密度、陶瓷产率、力学性能和微观结构均随温度升高而发生变化，活性填料Al在先驱体裂解过程中熔融并反应生成AlN，从而提高了体系的陶瓷产率，反应产生体积膨胀效应，抑制了坯体在裂解中的线收缩率，所形成的微观结构有利于提高材料的力学性能，当裂解温度为10000℃时，体系的陶瓷产率约为115%，体系的线收缩为-0.97%，材料的三点弯曲强度约为212MPa，而不含活性填料体系的陶瓷产率，烧结收缩率和三点弯曲强度分别为65%，1.49%和64MPa。     

溶胶-凝胶法合成Ba0.6Sr0.4TiO3/MgO及介电性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO复合粉体,研究了烧结温度和合成工艺对陶瓷样品介电性能的影响。研究结果表明,经650℃热处理即可得到颗粒细小均匀的超细Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/MgO粉体,平均粒径在200 nm左右。烧结温度对陶瓷样品的介电生能有明显的影响,1300℃烧结的陶瓷样品具有优良的性能。与二步合成工艺相比,一步合成工艺制备的陶瓷样品具有更好的介(?)性能。     

包裹沉淀法制备Ni/YSZ阳极材料及性能研究

采用共沉淀法在NiO表面均匀地包裹了一层无定形氢氧化锆。在600℃和800℃下煅烧，YSZ包裹层结晶得到20nm左右的立方ZrO2。Ni／YSZ阳极材料主要的微观结构的变化是金属Ni的团聚和粗化。在NiO表面的YSZ层，有效地抑制了Ni的烧结，并防止了Ni的团聚。经过SEM分析，YSZ形成了连续的网络结构，Ni均匀地分布在YSZ网络结构中。