一种新的MoSi2基复合材料显微结构及其对力学性能的影响

本文研究了原位生成的ＴｉＣ／ＴｉＢ_２／ＭｏＳｉ_２三相复合材料的一种新的显微结构及其对力学性能的影响,结果表明,当热压金属Ｔｉ,Ｂ_４Ｃ和ＭｏＳｉ_２的混合粉末时,在ＭｏＳｉ_２的基体内生成由ＴｉＣ和ＴｉＢ_２组成的空心粒子．其中的ＴｉＣ和ＴｉＢ_２粒子均为纳米粒子．具有此新显微结构的复合材料,强度达到４８０ＭＰａ,断裂韧性为５．２ＭＰａ·ｍ^１／２,较单相ＭｏＳｉ_２材料的力学性能有大幅度提高．     

NaOH-KOH熔盐中合成BaTiO3反应过程电导率的变化

用交流阻抗谱法测量了３５０℃时共晶成分的ＮａＯＨ－ＫＯＨ熔盐中加入ＴｉＯ_２和ＢａＣＯ₃时体系电导率的变化,准确给出了３５０℃共晶成分ＮａＯＨ－ＫＯＨ熔盐的电导率为１．０５３Ω－１·ｃｍ^－１,确认了在ＮａＯＨ－ＫＯＨ熔盐中ＴｉＯ_２与ＢａＣＯ_３反应,生成ＢａＴｉＯ_３时熔盐不参与反应．实验数据表明３５０℃ＴｉＯ_２与ＢａＣＯ_３在共晶成分的ＮａＯＨ－ＫＯＨ熔盐中的溶解过程可在短时间内达到平衡．     

Li2MnO3的柠檬酸盐溶胶-凝胶法合成及离子导电性

以Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＭｎＣＯ_３为原料,用柠檬酸盐溶胶凝胶法合成了Ｌｉ_２ＭｎＯ_３超微粉．对合成的材料进行了ＤＴＡ、ＴＧ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等表征,并应用交流阻抗谱技术测定了样品的电导率．结果表明,６５０。Ｃ以上生成Ｌｉ_２ＭｎＯ_３纯相超微粉,粒径在５０nｍ以下．在１８～４００℃温度范围内,产物烧结体的离子导电率为１０^－６～１０^－３Ｓ·ｃｍ^－１,其电导活化能为４４．８７ｋＪ·ｍｏｌ^－１．     

Ti-B4C反应机理和扩散路径的研究

利用差热分析和ＸＲＤ分析确定了Ｔｉ与Ｂ_４Ｃ发生化学反应的温度和１６００℃保温０．５ｈ后的物相组成,通过Ｔｉ－Ｂ_４Ｃ扩散偶对反应机理进行了研究,实验结果表明在反应过程中扩散路径是：Ｔｉ／ＴｉＣ／ＴｉＢ／ＴｉＢ_２／Ｂ_４Ｃ,在扩散偶中Ｔｉ与Ｂ_４Ｃ作为反应相始终存在,生成物中 ＴｉＢ_２, ＴｉＢ和 ＴｉＣ三相同时存在,而对于粉料烧结后只有 ＴｉＢ_２和ＴｉＣ两相．     

共沉淀法制备钛酸钡微粉的研究

对以ＴｉＣｌ_４和ＢａＣｌ_２为原料,以ＮＨ_４ＨＣＯ^３＋ＮＨ_３·Ｈ_２Ｏ作沉淀剂,制备钛酸钡粉末的过程进行了详细的热力学分析,找出了合成钛酸钡的条件和范围,详细地讨论了反应方式和前躯体洗涤条件．实验研究了反应物钡钛比,终点ｐＨ值,煅烧温度,以及分散剂对产物理化性能的影响．结果表明：在ＮＨ_４ＨＣＯ_３／ＢａＣｌ_２＝１．２,ＴｉＣｌ_４／ＢａＣｌ_２＝１－１．０１,充分搅拌反应１ｈ,煅烧温度９２０℃,煅烧时间２ｈ条件下,可以制得较理想的产物．在反应体系中加入适量分散剂可以明显降低产物的粒径．     

Na0.5Bi0.5TiO3-BaTiO3陶瓷的介电和压电性能研究

研究了Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５ＴｉＯ_３和（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的电滞回线、压电性能和热滞现象·得到（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）_０．９４Ｂａ_０．０６ＴｉＯ_３陶瓷的剩余极化Ｐ_ｒ＝１９ｕＣ／ｃｍ^２、矫顽场Ｅ_ｃ＝４．７ｋＶ／ｍｍ．发现用适量的Ｂａ^２＋取代（Ｎａ_０．５Ｂｉ_０．５）^２＋尽管压电性能有所提高,但同时使得材料的温度稳定性大大降低．     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３纳米复合材料的显微结构．实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ 为原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳 米粒子．ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ_５Ｓｉ_３晶粒的晶界上存在原子台阶．复合材料还含有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相．这 些Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相主要呈棒状分布在Ｔｉ_５Ｓｉ_３基体中,另有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相位于大的ＴｉＣ晶粒内．     

B4C超细粉末的制备及烧结

采用气流粉碎对Ｂ_４Ｃ粗粉（比表面积０．５２ｍ^２／ｇ,中位粒径２０．４μｍ）进行了一系列粉碎实验,研究了气流粉碎次数、成形压力和烧结温度对烧结密度的影响．结果表明,当粉碎次数达到３次后,可获得＜１μｍ的Ｂ_４Ｃ超细粉末．经过４次气流粉碎的Ｂ_４Ｃ超细粉末的比表面积为２．５３ｍ^２／ｇ,中位粒径为０．５６μｍ;粉末分别于２２００和２２５０℃压烧结１ｈ,其烧结密度分别达到理论密度的７８．６％和８２．５％,平均晶粒尺寸分别为２８和５０μｍ抗压强度分别为３９０和５５５ＭＰａ．     

TiCl4-O2体系高温反应制备超细TiO2光催化材料的研究

高温管式气溶胶反应器中,利用ＴｉＣｌ_４气相氧化制备超细ＴｉＯ_２光催化材料,研究了停留时间和反应温度对粒子形态的影响．结果表明ＴｉＯ_２粒度随停留时间延长和反应温度升高而增大;金红石相含量随停留时间延长而增加,当反应温度１３００℃时,粒子中金红石含量出现最大值．以偶氮染料活性艳红Ｘ－３Ｂ为模拟废水;考察粒子光催化活性．光催化活性与粒径和晶型等形态指标有关,等效粒径３６．４ｎｍ、金红石含量１８９７％ＴｉＯ_２的活性高于商品Ｐ２５和ＳＨ－１．     

ZrO2的加入对(CeO2)0.86(SmO1.5)0.14陶瓷性能的影响

探讨了添加 ＺｒＯ_２对 ＣｅＯ_２／Ｓｍ_２Ｏ₃体系电导率和力学性能的影响,并用 ＸＲＤ、ＳＥＭ等对材料的微观性能进行了试验分析．结果发现,添加 ＺｒＯ_２使材料的电导率降低,主要是因为ＺｒＯ_２的固清使得ＣｅＯ_２电解质材料的晶格常数减小,活化能增加造成的;添加 ＺｒＯ_２可提高材料的断裂强度,使材料断裂以穿晶断裂为主,其原因可能是ＺｒＯ_２的固溶强化了晶界;添加 ＺｒＯ_２促进了致密烧结,使晶界结合紧密．实验确定,外加 ２．５ｍｏｌ％ ＺｒＯ_２的 ＣｅＯ_２电解质具有适中的强度和电导率,可以作为电解质材料应用．     

TiC-TiB2/Cu复合材料的自蔓延高温合成研究

采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB₂/Cu复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能。结果表明,TiC-TiB₂/Cu复合材料中只有TiC、TiB₂和Cu相存在;随着Cu含量的增加,燃烧温度下降,材料的颗粒尺寸变小;TiC-TiB₂/Cu复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性均随Cu含量的增加呈先增后减趋势,当Cu含量为20％时强度最高为580MPa,Cu含量为40％时韧性最高为8.1MPa·m^1/2。     

可切削的氧化锆陶瓷牙科修复体的制备

通过控制CaO_₂-Al_₂O_₃-SiO_₂硅酸盐玻璃粉体,在1300℃低温下液相烧结获得热膨胀系数在7.19×10 ^-6/℃和8.15×10^-6/℃范围内,与修复体饰瓷相近,其强度在340～360MPa,韧性在2.7～3.5 MPa·m^I/2,可切削性与In-Ceram相当的氧化锆陶瓷牙科修复体.     

烧结温度对Cf/SiC复合材料结构及性能的影响

以碳纤维为增强体, 热压烧结制备了C_f/SiC复合材料, 研究了烧结温度对C_f/SiC复合材料密度、结构及性能的影响. 研究发现: 提高烧结温度能够促进C_f/SiC复合材料的致密度; 当烧结温度低于1850℃时, 升高烧结温度, 复合材料的强度和断裂韧性也随之提高. 当烧结温度为1850℃时, 复合材料的性能最优, 弯曲强度达500.1MPa, 断裂韧性为16.9MPa·m ^1/2. 当烧结温度达到1880℃时, 复合材料性能反而下降.     

无压烧结氮化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以MgO-Al₂O₃-SiO₂为烧结助剂,借助XRD、SEM、TEM、EDS、HRTEM等手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重探讨了材料制备工艺、力学性能和显微结构之间的关系,通过调整制备工艺改善材料微观结构以提高材料的力学性能.强化球磨混合的试样经1780℃无压烧结3h后,抗折强度高达1.06GPa,洛氏硬度92,显微硬度14.2GPa,断裂韧性6.6MPa·m^0.5.材料由长柱状β-Si₃N₄晶粒组成,晶粒具有较大的长径比,长柱晶的近圆晶粒尺寸0.3-0.8μm,长度3-6μm,长径比约7-10,显微结构均匀.     

PSN-PZN-PZT四元系压电陶瓷的研究

采用传统的固相烧结方法制备了Pb(Sn_1/3Nb_2/3)O₃-Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-PbZrO₃-PbTiO₃(PSN-PZN-PZT)四元系压电陶瓷, 并通过添加MnO₂、Sb₂O₃和Cr₂O₃以及改变Zr/Ti比来达到提高K _p和Q _m的目的. 同时也对Zr/Ti比对材料温度稳定性的影响进行了分析. 实验结果表明: 在960℃的预烧温度、1240℃的烧成温度下, 添加少量的MnO₂、Sb₂O₃和一部分Cr掺杂, 得到综合性能优良的压电材料: 室温下介电常数ξ₃₃^T/ξ₀=1669, 压电常数d₃₃=285×10^-12C/N, 机械品质因数Q _m=2179, 机电耦合系数K _p=54.9%, 介电损耗tanδ=0.4%. 可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求.     

高能球磨结合SPS技术制备Al2O3-TiC复合材料及其性能研究

以TiO₂、Al、C(石墨)为原料,首先采用高能球磨引导铝热反应合成了Al_2O3-TiC 纳米复合粉体,然后采用放电等离子体烧结纳米复合粉体制备了Al₂O₃-TiC复合材料.结果表明,在氩气氛围下高能球磨3h后,原料粉末就发生了铝热反应,合成的Al₂O₃-TiC复合粉体粒子尺寸大约在100nm左右.采用SPS技术在1450℃保温4min烧结的试样致密度达99.6%,并且结构精细(大部分晶粒<1μm),两相分布比较均匀,有较好的力学性能和电导性能,抗弯强度为650±21MPa.,硬度为19.1±0.2GPa,断裂韧性为4.5±0.2MPa·m^1/2,电导率为2.3828×105Ω^-1·m^-1.     

原位增强SiC陶瓷

实验采用β-SiC为起始原料,Y₂O₃、A1₂O₃为烧结助剂,通过适当的烧结控制,获得了具有长柱状晶粒结构的α－SiC陶瓷,材料以液相烧结机制密化,在烧结过程中发生了与柱状晶形成有关的SiC晶粒3C→4H相变．材料的力学性能与晶粒的形态即长径比存在一定的依从关系,并显示出原位增强的特性．在较佳工艺条件下,材料的强度和韧性最大值分别达到620MPa、6．1MPa.m^1/2．压痕裂纹扩展的途径表明,裂纹偏转和晶粒桥联是主要的增韧机理,这得益于其弱的界面结合．     

卤化银光纤原料的超提纯

高纯原料的制备是制造高品质光纤最重要的环节,本文采用氯气氛下水平区熔法生长单晶的提纯方法对卤化银原料进行超提纯．区域熔融提纯后的卤化银原料红外吸收光谱测量显示在800～4000cm^－1范围内吸收随波长的增加而降低．经CO₂激光量热计法测量提纯后的卤化银原料在10．6μm处的吸收系数为5×10^－4Cm^－1,较提纯前降低两个数量级,制成的光纤传输损耗03～0．5dB／m     

溶胶-凝胶法制备纳米平整度的四钛酸钾薄膜

以Ti(n-OC₄H₉)₄和CH₃COOK为前驱体, 采用溶胶-凝胶法在载玻片上制得纳米平整度的四钛酸钾致密薄膜, 并用原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的表面结构. 运用TG和XRD研究了四钛酸钾的生成过程. 在四钛酸钾薄膜上进行十八烷基三氯硅烷(OTS)的自组装, 通过测量自组装单分子膜(SAMs)因光催化分解而导致接触角变化研究薄膜的光催化性能. 结果表明: 薄膜由纳米颗粒组成, 扫描范围为2μm×2μm的AFM图的均方根粗糙度(RMS)仅为4.1nm; 四钛酸钾薄膜上形成的致密OTS单层膜的质量与在TiO₂薄膜上相似, 该薄膜具有较强的光催化能力.     

SPS制备亚微米晶氧化铝陶瓷

以商业α-Al₂O₃粉体为原料, MgO为烧结助剂, 采用放电等离子烧结技术(SPS)制备亚微米晶氧化铝陶瓷. 系统研究了烧结温度、烧结助剂含量对亚微米晶氧化铝陶瓷的致密化过程及显微结构的影响. 分析结果表明, 1250℃以及0.05wt%分别是最佳的烧结温度和烧结助剂含量; 在此条件下获得的亚微米晶氧化铝陶瓷, 其相对密度达到99.8%TD(theoretical density),平均晶粒尺寸约0.68μm,显微硬度(HV5)达到20.75GPa,在3～5μm中红外范围内直线透过率超过83%. 当MgO掺杂量超过0.1wt%时, 第二相MgAl₂O₄形成, 引起光散射, 降低红外透过率.