硫酸浓度对2024铝合金表面陶瓷膜组织和性能的影响

将高强韧2024铝合金分别在质量浓度为100,200,300 g/L的硫酸溶液中进行60 min的表面陶瓷化处理后,在2024铝合金表面原位生成一层陶瓷膜层。对陶瓷膜层的显微组织、膜层厚度、显微硬度以及电化学性能等进行研究。研究结果表明：随着硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层显微硬度先增加后减少,当硫酸质量浓度为200 g/L时,陶瓷膜层显微硬度最大,为273.7 HV;而陶瓷膜层厚度受硫酸浓度影响不大,均为60 μm左右。随硫酸质量浓度的增加,陶瓷膜层表面粗糙度R_a先减小后增大,当硫酸质量浓度为200 g/L时,表面粗糙度为0.252 μm,磨损体积为0.103 mm³,只有硫酸质量浓度为100 g/L时所制备陶瓷膜层磨损体积的1/5左右。物相分析得到2024铝合金表面陶瓷膜层主要是γ-Al₂O₃相。用200 g/L硫酸制备的Al₂O₃陶瓷膜的自腐蚀电位和极化电阻均达到最大,分别为-0.604 V和48 152.9 Ω。综合分析陶瓷膜的耐磨性能和耐腐蚀性能,在...     

利用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液的研究

采用0．8μm无机陶瓷微滤膜对碱法草浆黑液进行微滤，确定了实验的最佳条件，并对微滤的截留液及透过液的木质素、COD、固形物等进行对比分析．结果表明：透过液COD的截留率达60％以上，木质素的截留率达85％以上．微滤3．5h后木质素浓缩比为2．47．     

高温废水的回收——采用陶瓷膜经济合理地处理大量废水

在极端苛刻的使用条件下．Al2O3陶瓷膜作为操作运行稳定可靠的过滤元件，被验证具备抗腐蚀、耐高温及机械强度高等其它材质难以达到的特性。因此当有机膜的性能不能满足苛刻的使用要求时．人们便采用陶瓷膜。以下是采用陶瓷膜过滤高温液体的应用实例。[编者按]     

Al2O3颗粒形貌对注凝成型ZrO2/Al2O3陶瓷性能的影响

采用3种不同形貌的Al₂O₃原料对注凝成型制备ZrO₂/Al₂O₃（ZTA）陶瓷工艺中悬浮体的流变性能进行了研究。以低毒的单体N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）制备了ZrO₂/Al₂O₃坯体和陶瓷。讨论了3种不同形貌的Al₂O₃原浆料的分散剂用量、球磨时间和固含量对浆料流变性的影响。Al₂O₃粉体呈扁平状有利于降低浆料的黏度,Al₂O₃粉体呈棒状对生坯强度的提高有利。制得的3种ZrO₂/Al₂O₃坯体颗粒间结合紧密,抗弯强度分别达到21.45,19.87,25.90 MPa。Al₂O₃粉体呈颗粒状有利于最终陶瓷力学性能的提高,陶瓷的抗弯强度及断裂韧性分别为680 MPa和7.49 MPa·m^1/2,453.1 MPa和6.8 MPa·m^1/2,549.4 MPa和6.34 MPa·m^1/2。     

燃烧助剂Ag_2O对多孔氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响

主要研究了燃烧助剂Ag2O及其添加量对α-Al2O3陶瓷管支撑体性能的影响,通过SEM、XRD、三点弯曲法、质量损失法、液体静力称重法、自制纯水通量测定装置等对α-Al2O3陶瓷管支撑体样品的微观形貌、物相组成、机械强度、抗酸碱性、孔隙率、纯水通量等性能进行分析表征。研究结果表明:燃烧助剂Ag2O的添加促进了支撑体的烧结和致密性,并且当Ag2O加入量为1.0%时,支撑体的机械强度为75.47MPa,孔隙率31.97%,纯水通量达到6880.72L/m2·h·MPa,酸/碱腐蚀重量损失率为1.06/1.14%。     

纳米掺杂Al2O3/ZrO2等离子喷涂涂层组织结构研究

利用大气等离子喷涂技术,在N80钢基体上制备纳米掺杂Al2O3/ZrO2热障涂层。利用XRD、SEM等观察分析了纳米掺杂Al2O3/ZrO2粉末及等离子喷涂涂层组织形貌及结构,结果表明,Al2O3/ZrO2等离子喷涂粉末是由纳米包覆微米级粒子及少量的纳米团聚体球团粒子构成。纳米掺杂等离子喷涂Al2O3/ZrO2涂层的微观组织形貌复杂,存在着纳米柱状晶薄壳内包裹着微米级柱状晶、未熔化的ZrO2陶瓷粒子嵌镶在晶体内部的独特晶内结构。涂层主要由α-Al2O3及亚稳四方相t,-ZrO2相构成。     

Al2O3、TiO2溶胶涂覆粉煤灰/黄土支撑体制备陶瓷膜的研究

用溶胶-凝胶法制备了Al₂O₃、TiO₂两种溶胶,分别涂覆在粉煤灰/黄土支撑体表面制备陶瓷膜,并利用热重分析仪、X-射线衍射仪对膜材料的热稳定性、晶相组成进行分析,并对陶瓷膜的微观形貌、孔隙率、膜通量、膜通量恢复率进行测试与表征。结果表明,烧结温度及干燥条件能有效控制陶瓷膜晶相变化及膜层完整性,Al₂O₃、TiO₂膜材料分别在50,25℃时干燥,600℃时烧结,制得的Al₂O₃膜材料为γ-Al₂O₃,TiO₂膜材料为金红石相TiO₂;Al₂O₃、TiO₂陶瓷膜的孔隙率分别为28.56%、34.12%,膜通量分别为1 092.67和2 983.33 L/(m²·h),膜通量恢复率分别为97%、89%。与未覆膜的支撑体相比,Al₂     

纳米Al2O3/ZrO2复合粉体的制备及表征

高性能的复合粉体是制备纳米复相陶瓷材料的关键.采用醇-水溶液加热法结合共沉淀过程制备纳米Al2O3/ZrO2复合粉体,研究了不同沉淀剂对粉体团聚的影响,利用透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析、比表面积测定等技术对获得的纳米复合粉体进行了表征.结果表明:采用NH4HCO3作为沉淀剂可以得到几乎无团聚的碱式碳酸盐前驱物,该前驱物在煅烧过程中的物相变化显示四方相氧化锆(t-ZrO2)的形成温度大幅度地提高,同时在较低温度下生成了α-Al2O3,在1 100℃转变为t-ZrO2相和α-Al2O3相;粉体中两相颗粒分散良好、粒径一致、无硬团聚,其平均粒径为15～20 nm,比表面积为69.5 m2·g-1.     

中空纤维担载Al_2O_3-SiO_2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

中空纤维担载Al2O3-SiO2复合膜的研制

采用溶胶-凝胶法在α-Al2O3中空纤维载体上制备了Al2O3-SiO2复合膜,并对复合膜的制备条件及稳定性进行了研究.利用SEM和EDS对复合膜的微观形貌及化学组成进行了分析.结果表明,所制备的担载复合膜表面完整、无缺陷.气体渗透实验进一步说明,复合膜具有一定的气体选择性,在0.1 MPa下对H2/N2的分离因子为3.03,表明气体通过膜的扩散以Knuen扩散传质为主.用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,其比表面积为294.85 m2/g,总孔容为0.28 mL/g,最可几孔径小于3 nm.     

Al2O3/ZrO2层状复合陶瓷的显微结构特征与强韧化的关系

利用自带能谱的扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)仪,对Al2O3/ZrO2层状复合陶瓷的显微结构特征及断口形貌进行深入分析研究.研究结果表明:表面压应力的作用细化了晶粒,提高了可相变四方相的含量,增加了相变增韧的效果;沿界面两端表现出2种不同的断裂机制:界面以外靠近表面部分,其断裂主要是穿晶断裂;在基体层的断裂则表现为沿晶和穿晶混合型断裂方式.该断裂行为与ZrO2层状陶瓷的相变增韧机制密切相关.     

陶瓷微滤膜洗涤碱法制备Al(OH)3中杂质Na+的研究

采用无机陶瓷微滤膜,以错流过滤方式对工业上碱法生产的Al(OH)3粉体浆料进行Na^ 离子的清洗过滤研究．实验考察了操作压力、错流速率、浆料浓度等工艺参数的影响,确立了适合于超细粉体膜清洗过滤的工艺条件．经过陶瓷膜洗涤过滤过程,Al(OH)3粉体粒子仍保持其原始形貌,但粉体的分散性和纯度获得大幅度提高,膜清洗后的Al(OH)3粉体中Na2O含量降为57mg／kg;粒径尺寸约为50nm．研究结果表明,膜清洗过滤效率、操作方式以及产品质量等方面均明显优于目前工业生产上普遍应用的板框压滤机,为无机陶瓷微滤膜技术应用于碱法制备Al(OH)3工艺中的洗涤过滤提供了科学与工程化依据．     

Al2O3纤维对SiO2基陶瓷型芯的烧缩阻滞

向SiO₂基体粉料中添加Al₂O₃纤维,采用热压注法制备Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯。分析Al₂O₃纤维含量对陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明：Al₂O₃纤维含量对Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯的线收缩率、体积密度和抗弯强度均有较大的影响。当Al₂O₃纤维含量大于1wt%时,Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯的线收缩率大幅度降低,稳定在0.335%左右,体积密度随之降低,稳定在1.790 g · cm^-3左右;当Al₂O₃纤维含量为1wt%时,陶瓷型芯抗弯强度达最大值20.48 MPa。分析了Al₂O₃纤维对Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯烧结收缩的阻滞作用机制。     

超重力下燃烧合成大体积凝固态Al2O3/ZrO2（4Y）研究

通过在铝热剂中引入ZrO2(4Y)混合粉末,以超重力下燃烧合成方式,制备出Al2O3/ZrO2(4Y)自生复合陶瓷板材,并研究了复合陶瓷微观结构、生长机理与力学性能.XRD、SEM与EDS结果显示,Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷基体为亚微米t-ZrO2纤维成三角对称分布其上、取向各异的棒状共晶团,而Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷则以分布均匀的微米级t-ZrO2球晶为基体.Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷的强化归因于小尺寸共晶团边界及残余压应力增韧、相变增韧机制引发的高断裂韧性所致;同时,细小t-ZrO2球晶所具有的小尺寸缺陷及相变增韧与微裂纹增韧机制所引发的高断裂韧性也使Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷得以强化.     

超声波强化陶瓷膜分离实验研究

在频率为21 kHz 功率为20 w的超声波辅助作用下采用两种不同孔径的陶瓷膜(0.2μm和50 nm)过滤3种不同的原水.实验结果表明:超声波对陶瓷膜滤过程的强化效果因膜污染机理不同而不同.在以沉积过滤(滤饼层)为主的膜过滤过程,超声强化是积极的,声空化、声冲流以及他们引起的浓差极化作用减弱,是导致膜通量提高的主要原因;而以堵塞过滤(膜孔窄化模型)为主的膜滤过程,超声的作用是消极的,超声作用使得更多的溶质进入和吸附于膜孔,从而导致膜通量减少.对地表原水,超声强化积极作用占优,0.2μm和50 nm陶瓷膜膜通量分别提高8.2%和5.1%.     

镍/陶瓷复合膜的制备及表征

采用镍盐浸渍-液相化学还原法对氧化铝支撑体进行镍活化,再采用化学镀制备得到镍/陶瓷复合膜.采用XRD,SEM-EDS及气体渗透等方法表征镍/陶瓷复合膜的表面微结构、形貌及分离性能.结果表明:采用镍活化-化学镀过程可成功制备厚度较均匀的镍/陶瓷复合膜,在渗透压差0.08 MPa、室温的条件下,H2/N2分离因子为3.8.     

超重力下燃烧合成ZrO2(4Y)/Al2O3的成分、显微组织与力学性能

采用超重力下燃烧合成技术,通过调整ZrO₂体积分数,制备出不同成分与显微组织形态的ZrO₂(4Y)/Al₂O₃复合陶瓷,研究了材料成分、显微组织与力学性能之间的关系。XRD、SEM和EDS结果表明：当ZrO₂体积分数低于37%,陶瓷熔体生成为生长取向各异且以ZrO₂四方相亚微米纤维镶嵌于α-Al₂O₃上的棒状共晶团为基体的复合陶瓷;当ZrO₂体积分数高于40%,复合陶瓷基体则生长为略呈球形的ZrO₂四方相微米晶粒。性能测试结果显示,随着ZrO₂体积分数增加 , 陶瓷相对密度逐渐降低,陶瓷硬度与断裂韧性均在ZrO₂体积分数为33%时出现最高值,而陶瓷弯曲强度则在ZrO₂体积分数为29%达到最大值。     

定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷基复合材料研究现状

回顾了国内外在定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷基复合材料方面的研究成果,详细讨论了合金成分、外敷剂、温度和气氛以及预形体对其反应机理和显微结构的影响,指出了今后定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷材料的研究重点和发展方向.     

一种制备Ni/Al2O3复合陶瓷的新方法

借助异相成核技术，在镍粒子表面包覆氢氧化铝，经烧结制备得到了Ni/Al2O3复合粒子，以所得复合粒子为原料，采用凝胶注模成型工艺在石墨保护下的无压烧结过程，得到了致密复合陶瓷（相对密度＞95％）。实验表明，可以将有机凝胶铸模成型用于陶瓷－金属复合材料的制备，更进一步地避免了成本较高的热压烧结技术。