烧结和退火对β″-Al_2O_3的钠离子电导率和显微结构的影响

通过Li_2O稳定、原始化学组成(wt％)为9.6％Na_2O,0.72％Li_2O和89.68％Al_2O_3的β″-Al_2O_3陶瓷的制备过程,研究了升温速率与陶瓷致密化的关系;并探讨了烧成和退火制度对所制得的β″-Al_2O_3陶瓷的钠离子电导率和显微结构的影响。在快速升温和1600℃烧结5min以后,在低于1510℃的温度下再经过适当时间的退火,可以获得相对密度>98％,晶粒尺寸在20～30μm的均匀显微结构的烧结体。其β″-Al_2O_3相几近100％,Na~+离子电阻率约为6.5Ω·cm(350℃);在275～420℃的温度范围内,Na~+离子的电导活化能为5.63kcal/mol。     

Na_2O含量对β″-Al_2O_3陶瓷性能的影响

研究了Na_2O含量(8.5～9.0wt％)对β″-Al_2O_3陶瓷的烧结性能、相组成、显微结构和电性的影响。开始烧结温度随Na_2O含量的降低而升高;同时,烧结温度范围变窄。此外,较高的Na_2O含量有助于改善β″-Al_2O_3陶瓷的双重显微结构。至于其相组成和电性,则在8.85～10.0Wt％Na_2O的范围内相差不大。     

Na-Al-O三元系统的多相平衡计算

采用SOLGASMIX-PV计算机程序计算了Na-Al-O三元系统β-Al_2O_3 部分的多相平衡(1920～2250K)。结果归纳如下:(1)挥发分子主要是Na和NaO。(2)富氧稍可抑制挥发;缺氧对平衡产物有明显影响,有利于β-Al_2O_3 转变为α-Al_2O_3的反应;过度缺氧,生成元素铝。(3)列出了气态组分分压对 Na_2O/Al_2O_3 比和温度的关系和液相含量对 Na_2O/Al_2O_3(2050～2250K)的关系。(4)作出了Na_2O·Al_2O_3-Al_2O_3系统的凝聚态相图。 根据计算结果,讨论了β和β″氧化铝陶瓷的烧结作用。     

壳聚糖凝胶注模成型Al_2O_3陶瓷的致密化及力学性能研究

以α-Al_2O_3粉为原料,BaO+Ti O2为烧结助剂,壳聚糖为有机单体,戊二醛为交联剂,采用凝胶注模法制备了Al_2O_3陶瓷坯体,利用无压烧结工艺实现了Al_2O_3陶瓷的致密化。研究了壳聚糖含量及固相含量对Al_2O_3陶瓷的显微结构及力学性能的影响规律以及壳聚糖的固化机理。试验结果表明,壳聚糖通过发生聚合反应,形成网络结构,使Al_2O_3粉原位固化。BaO+TiO_2烧结助剂通过实现液相烧结及固溶机制,促进材料致密化。随着壳聚糖含量及固相含量增加,Al_2O_3陶瓷的致密度及抗弯强度均呈先增加后降低趋势。     

β″-Al2O3喷雾干燥粉料的组成对陶瓷显微结构的影响

研究了喷雾干燥法制备的β″-Al2O3陶瓷前驱粉料的化学组成、合成工艺对其显微结构的影响,认为适当降低喷雾干燥粉料中的碱金属氧化物含量,改善量少组份的分布均匀性,提高β″-Al2O3相的转变程度有利于改善陶瓷的显微结构.     

快速测定β-Al_2O_3中钠的磷酸溶解法

一、前言β-Al_2O_3是钠——硫电池的隔膜材料,系层状结构,它可看做铝酸钠的盐类。一般人工合成的β—Al_2O_3是β′—Al_2O_3(Na_2O·11Al_2O_3)与β″—Al_2O_3(Na_2O·5Al_2O_3)两种β—Al_2O_3的混合物,其Na_2O含量介于5-11%之间。对于β—Al_2O_3中钠的分析测定,我们先后试用了“斯密斯”法、“贝齐里乌斯”法、“硼干”法和我们找到的“磷     

化纤精纺陶瓷磨擦盘的研制

本文在Mgo—Al_2O_3—SiO_2三元系高铝瓷配方的基础上,选用高纯活性α—Al_2O_3粉料,将MgO 等复合添加剂按一定成份和比例加入配料中以促进烧结,并改善材料的显微结构。采用一次造粒的干压成型工艺,在高温隧道窑中连续烧成,获得了批量产品性能一致的细晶陶瓷磨擦盘制品。     

SiO_2对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结与介电性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃和α-Al_2O_3粉料为原料,低温烧结玻璃/Al_2O_3系介电陶瓷材料。设计调控基质玻璃中SiO_2含量,以优化Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃复合氧化铝材料的烧结与介电性能。结果表明,提高SiO_2含量,玻璃/Al_2O_3材料的烧成收缩率降低,试样烧结温度升高,烧结体介电常数先增加后减小,介电损耗先减小后增加,介电性能转折点出现在SiO_2含量为60 wt%。当SiO_2含量为60 wt%时,复合材料综合性能最好,试样在875℃烧结致密,体积密度为3.10 g·cm~(-3),10 MHz频率下介电常数为8.03,介电损耗为0.0005,因此该体系材料比较适合用作LTCC封装材料。     

添加Al_2O_3-Y_2O_3烧结助剂的无压烧结Si_3N_4的研究

本文研究了 1740～1780℃范围内以Al_2O_3-Y_2O_3 为烧结助剂的 Si_3N_4 的无压烧结性能。结果表明:加少量Al_2O_3-Y_2O_3的Si_3N_4,即使含量<6.5％,只要工艺措施适当,也可获得高密度(相对密度达96～99％)的氮陶瓷,强度为500～600MN/m~2(部分达到700MN/m~2)。 试验表明,使用粒度细,α相含量高的Si_3N_4 原料,采用Si_3N_4 BN MgO 的埋粉,以及保温时间适当,是促进烧结的有效措施。研究指出:添加少量Al_2O_3-Y_2O_3 外加剂的 Si_3N_4 是以液相烧结为主。 用X射线衍射,扫描电镜和电子探针等检验了Si_3N_4的显微结构,表明 Al_2O_3已进入β-Si_3N_4 晶格,形成β’-Si_3N_4固溶体,晶格参数随 Al_2O_3 加入量增加而增大。     

共沉淀喷雾干燥法制备YSZ粉料及其对烧结密度的影响

用共沉淀结合喷雾干燥法制得了可直接用于煅烧、成型的Y_2O_3稳定的ZrO_2粉料。用扫描电镜观察了喷雾干燥得到的粉料团聚体的尺寸、形貌,以及与喷雾干燥条件的关系。发现了共沉淀悬浮液的球磨对喷雾干燥后粉料的热行为的影响。喷雾干燥制得的粉料在1350、1500℃烧结后,相对密度分别达96.5％、97.8％;而烘箱干燥的粉料在相应温度下烧结,相对密度只达88％、93％。     

无压烧结β′-Sialon的研究

以廉价的高岭土碳热还原—氮化法制得的β′—Sialon粉料为原料 ,用常规的制备工艺进行无压烧结 ,在1 660℃下烧结出体积密度近 3 2g/cm3 ,常温抗弯强度达 4 0 0～50 0MPa的烧结材料     

Al_2O_3颗粒级配对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3系LTCC材料性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃和D_(50)分别为0.83μm与3.49μm的Al_2O_3粉料为原料,采用低温烧结法制备了玻璃/Al_2O_3系介电陶瓷材料。设计将两种氧化铝按一定配比混合以优化氧化铝颗粒级配,研究了氧化铝颗粒级配和烧成温度对玻璃/Al_2O_3材料的烧结性能、介电性能和力学性能的影响。随着氧化铝颗粒级配的优化,玻璃/Al_2O_3材料的收缩率、体积密度、相对介电常数、抗弯强度增加,而介电损耗减小。添加D_(50)为2.81μm的Al_2O_3混合粉料的玻璃/Al_2O_3材料于875℃烧结良好,显示出优异的性能:体积密度为3.09 g/cm~3,相对介电常数7.78,介电损耗0.53×10~(-3)(于10 MHz下测试),抗弯强度为181 MPa,因此该体系材料比较适合用作LTCC封装材料。     

高密、高强Al2O3陶瓷离心成形的研究

采用平均粒度0.6μm99Al_2O_3原料粉体,调制高浓度、低粘度悬浮浆料,离心成形成圆筒状坯体,经1600℃常压烧结,获陶瓷制品.探讨了浆料配方与离心转速对烧结制品三点弯曲强度等性能与体积密度的影响.采用本研究工艺所获制品的三点弯曲强度等性能与体积密度高于国内通常99Al_2O_3陶瓷.     

多铝酸钠瓷料水解问题的研究

一、引言钠β-Al_2O_3和钠β″-Al_2O_3是多铝酸钠的两种主要类型。这两种多铅酸钠的理论化学式依次为Na_2O·11Al_2O_3和Na_2O·5·34Al_2O_3。从晶体结构特征上看,钠β-Al_2O_3的晶胞在C-轴方向包括二个氧离子按ABCA排列的尖晶石基块,尖晶石基块之间由Al-O-Al键桥和Na~+离子联系起来。垂直于C-轴包含Na~+离子的平面是两个尖晶石基块的     

冷态等静压成型压力及烧结温度对以部分稳定ZrO_2制造的陶瓷性能的影响

研究了以冷态等静压成型(成型压力达0.8GPa)并于1440～1620℃进行烧结的方法制造的ZrO_2+3％Y_2O_3(按克分子量计)组成的陶瓷的物理机械性能。查明,杂质含量低的材料只有在1620℃及成型压力为0.6～0.8GPa的条件下才能烧结,此时其密度为6.0g/cm~3,抗折强度900MPa,抗损坏韧性8MPa·m~(1/2)。于1550℃进行烧结并在成型压力为0.6GPa条件下制成的杂质含量高的材料的上述性能指标分别为5.95g/cm~3,700MPa及12MPa·m~(1/2)。研究结果表明,冷态等静压成型有助于用钇部分稳定的二氧化锆陶瓷的烧结。冷态等静压成型可以最有效地改进高纯度材料的机械性能。     

低成本固相法合成Na–β"-Al_2O_3固体电解质陶瓷

以工业氧化铝为原料,采用低成本埋烧工艺,用传统固相法制备Na–β"-Al_2O_3相相对含量高的固体电解质陶瓷材料。采用综合热分析仪、X射线衍射以及扫描电子显微镜对样品进行表征,采用交流阻抗法测试了样品的电导率。结果表明:β"-Al_2O_3相的相对含量与配方Na_(1.67(1+x))Li_(0.33)Al_(10.67)O_(17)中的Na含量和合成温度密切相关,陶瓷在x=0.15、烧结温度为1 580℃时,β"-Al_2O_3相的相对含量最高,达97.19%,此时陶瓷的微观结构较致密,300℃的电导率为0.028 S/cm、电导活化能为0.259 eV。该方法制备工艺简单、适合工业大规模生产。     

熔融石英对Ca-Ba-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结性能与介电性能的影响

以Ca-Ba-Al-B-Si-O玻璃粉、Al_2O_3粉、熔融石英为原料,采用低温烧结法制备了玻璃/陶瓷系介电陶瓷材料。设计采用添加熔融石英的方法改善玻璃/Al_2O_3材料的烧结,研究了熔融石英对玻璃/Al_2O_3材料烧结性能、介电性能、物相与显微结构的影响。随着熔融石英添加量增加,玻璃/Al_2O_3材料的收缩率、体积密度与相对介电常数减小,而介电损耗增加。添加1 vol%熔融石英的Ca-Ba-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料于875℃烧结良好,显示出优异的性能:收缩率为13.78%,体积密度为3.08 g·cm~(-3),气孔率为0.32%,10 MHz下介电常数为8.05,介电损耗为0.00091,因此该体系材料比较适合用作LTCC材料。     

CeO_2-TiO_2-La_2O_3复合烧结助剂对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷性能影响研究

以氧化锆(3Y-ZrO_2)和氧化铝(Al_2O_3)为主要原料,以CeO_2-TiO_2-La_2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷。探讨了配方组成和烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷体积密度、抗弯强度等性能的影响。采用激光粒度仪对氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒度大小进行分析,同时采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对烧结样品的物相组成和显微结构进行分析。实验结果表明:本实验所采用的氧化铝和氧化锆粉体纯度较高,符合使用要求。当添加剂中TiO_2加入量为2.0%时,Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷在1450℃烧结后的综合性能最佳,其对应的体积密度和抗弯强度分别为3.73g/cm3和353.83MPa。     

Mo/Al_2O_3复合材料的制备及性能研究

针对氧化铝陶瓷和金属钼的特点,为解决氧化铝陶瓷低温脆性大、金属钼高温易氧化和蠕变等问题,通过溶胶凝胶法制备金属陶瓷颗粒,采用放电等离子烧结(SPS)制备了配比不同的Mo/Al_2O_3金属陶瓷复合材料,探究了Mo颗粒含量对Mo/Al_2O_3金属陶瓷性能的影响。结果表明:在1400℃下进行真空放电等离子烧结可得到Mo/Al_2O_3金属陶瓷,且在vol.%Mo=x(x=15,20,25)范围内、组分配比相同的情况下,添加20%Mo可制得综合性能较好的Mo/Al_2O_3金属陶瓷,其密度为5.2g/cm~3、硬度(HV0.5)为12.7、断裂韧性4.24MPa·m~(1/2)。     

气相法制备Na-β″-Al2O3固体电解质

以纳米h-Al_2O_3为原料、Na_2CO_3、Li2CO3和Mg O为添加剂,采用气相法制备Na–β″-Al_2O_3固体电解质。结果表明:纳米h-Al_2O_3活性高、尺寸小,1 400℃热压烧结制备出相对密度为99.2%的高致密性氧化铝陶瓷。MgO的掺杂在氧化铝烧结过程中形成尖晶石相,有利于加快气相法的进程,适量MgO的加入有利于提高电解质中β″-Al_2O_3含量,减小试样的晶界电阻,提高试样的离子电导率;过多的MgO掺杂量造成试样致密性下降,增大了试样的晶界电阻,导致试样的离子电导率降低。当MgO的加入量为1.0%时,试样在300℃时的离子电导率最大,为0.164 S·cm~(–1)。