ZrO2-Al2O3复相陶瓷的研究

采用工业ZrO2,Al2O3为原料,通过适当的工艺制备出ZrO2-Al2O3复相陶瓷.研究结果表明:添加Al2O3可有效地抑制ZrO2晶粒的生长,有利于使ZrO2晶粒以亚稳四方相存在,从而提高材料的强度与断裂韧性.Al2O3质量分数为20%时,复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别为676.7MPa,10MPa*m1/2.相变增韧与颗粒弥散增韧作用相互叠加提高了复相陶瓷材料的力学性能.     

MgO引入量对反应烧结ZrO2增韧Al2O3复相陶瓷性能的影响

以锆英石粉和α-Al2O3粉为原料,同时引入不同量的MgO(分别占ZrO2含量的0、3.5%、5%、8%、10%和20%)作烧结助剂和t-ZrO2的稳定剂,采用反应烧结法,分别于1500 ℃、1550 ℃、1600 ℃和1650 ℃保温4 h制备了ZrO2增韧Al2O3复相陶瓷.结果表明MgO的引入能促进ZrO2增韧Al2O3复相陶瓷的烧结,并提高了t-ZrO2的含量,但同时对生成物相产生影响,抑制了莫来石的生成;在ZrO2含量为5%(w),MgO引入量为ZrO2含量的8%时,试样经1600 ℃烧成后,性能达到最佳,常温抗折强度和断裂韧性分别达到220 MPa和6.2 MPa·m1/2.     

TZP增韧HA复合材料的微观结构

用透射电子显微镜对四方氧化锆多晶（ZTP）增韧羟基磷灰石（HA）复合材料的微观相结构进行了观察与分析。结果表明,材料的相组成中,既有HA晶体,还有HA晶体在高温、高压成型过程中发生分解反应产生的磷酸三钙（Ca3(PO4)2晶体和磷酸二钙（Ca2P2O7)晶体;同时,样品中还观察到了三种晶形的氧化锆（ZrO2)：即立方（ZrO2)、四方ZrO2和单斜ZrO2,说明材料内部发生了t-ZrO2（高温型）→m-ZrO2（低温型）的马氏体相变。除此以外,还出现了CaZrO3相,CaZrO3相的形成是HA晶体分解出的CaO与ZrO2相互反应的结果。     

添加ZrO2对Al2O—SiC系复相陶瓷力学性能的影响

通过ZrO2强化增韧Al2O3-SiC系陶瓷，其复合材料的力学性能在一定程度上获得改善。ZrO2外加含量在0－40wt%范围内，复相陶瓷的断裂韧性保持上升，而其硬度则呈下降的趋势。少量添加ZrO2(≤10wt%)时，其强度得到提高，当ZrO2含量为10wt%左右，强度达到最大值；超过该含量后强度迅速下降。研究结果表明，复相陶瓷力学性能与瓷体中的二相粒子的相变增韧和热应力共配有关。X射线衍射分析研究表明，随着ZrO2含量增加，材料断口相变量增大，断裂韧性也相应提高，确是ZAS（ZrO2增韧Al2O3-SiC)复相材料中ZrO2(t)→ZrO(m)相变增韧起主要作用。当ZrO2添加含量增加时，二相粒子与基体热膨胀系数不匹配，而在复合材料中产生内应力导致瓷体强度降低，研究还表明10wt%ZrO2增韧Al2O3-SiC陶瓷是一种较佳的高温耐磨材料。     

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析

为了提高Al2O3陶瓷的抗热震性及强度,在Al2O3基陶瓷中添加SiC、nano-ZrO2+SiC,利用无压烧结工艺,制备了用于太阳能热发电的Al2O3-SiC及Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC复相陶瓷。材料的EPMA分析结果表明:样品中ZrO2颗粒在室温下为以亚稳四方相存在,在裂纹尖端应力场的作用下,ZrO2粒子发生四方相→单斜相的相变吸收能量,从而提高了材料强度及断裂韧性;原料中的部分SiC颗粒发生氧化反应,反应生成莫来石,针棒状莫来石形成桥连结构,阻止热震情况下产生的微裂纹发展成危险裂纹,从而提高材料抗热震性。SEM研究显示,SiC晶粒在外力作用下发生穿晶断裂、被拔出及桥结作用。     

ZTM材料低温时效处理的研究

通过对ZrO2增韧莫来石陶瓷（TM）低温时效现象的研究,发现材料表面及内部存在的微裂纹是导致材料在200－300℃时效处理后力学性能下降的重要原因。在500－600℃时效处理,材料力学性能提高主要源于可相变t-ZrO2相对含量增加和由逆马氏体相变（counter-martensitic transformation)引起的体积收缩使部分应力得以释放。降低烧结体中 t-ZrO2晶粒尺寸或提高稳定剂Y2O3含量可有效抑制ZTM材料在低温时效处理时的性能退化现象。     

ZrO2含量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.     

ZrO2—CeO2—HfO2系陶瓷的特性

1．简介部分稳定的四方多晶ZrO2陶瓷（TZP）的常用稳定剂有Y2O3和CeO2，它们能够降低马氏相变温度MS而稳定四方相，但提高添加量将会导致室温下临里相变应力的增大及韧性的降低。HfO2和ZrO2完全固溶，并能提高ZrO2的Ms温度（＋650℃／O～100mol％），因而可用于ZrO2以提高其高温相变增韧性能。对于Zro。一Hfo。体系而言，冷至室温时对于单斜相的转化很敏感，然而深加降低MS稳定四方相的y。0。或．Ceo。氧化物便可使这一问题得到解决。为了能够获得再现性强、在特定温度范围内具有最佳增韧效果的动O。系列陶瓷，作为稳定剂的固溶…     

Al2O3增强ZrO2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2O3微粉、化学共沉淀法制备(Y,Ce)—ZrO2超细粉,通过适当工艺制备出ZrO2／Al2O3复合陶瓷。经研究发现,添加Al2O3,可抑制ZrO2晶粒的长大,提高基体的强度和韧性。当Al2O3含量达到30%(质量分数)时,复合陶瓷的抗弯强度为986MPa,断裂韧性为13.7MPa*m1／2。材料性能的提高可归结为Al2O3颗粒的弥散增韧和ZrO2陶瓷的相变增韧叠加作用的结果。     

Al_2O_3增强ZrO_2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2 O3 微粉、化学共沉淀法制备 (Y ,Ce)—ZrO2 超细粉 ,通过适当工艺制备出ZrO2 /Al2 O3 复合陶瓷。经研究发现 ,添加Al2 O3,可抑制ZrO2 晶粒的长大 ,提高基体的强度和韧性。当Al2 O3 含量达到 30 % (质量分数 )时 ,复合陶瓷的抗弯强度为 986MPa ,断裂韧性为 13 7MPa·m1/ 2 。材料性能的提高可归结为Al2 O3 颗粒的弥散增韧和ZrO2 陶瓷的相变增韧叠加作用的结果     

ZrO2对Al2TiO5-板状刚玉复合材料性能的影响

以α-Al2O3微粉、板状刚玉和TiO2为主要原料,添加不同含量的ZrO2,通过高温烧成以固相反应直接合成Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,研究了ZrO2含量对复合材料的烧结收缩率、显气孔率、强度等的影响。结果表明:添加ZrO2的复相材料的收缩率和体积密度明显增加。ZrO2含量为4%时,可以制备出高致密度高强度的Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,其显气孔率为9.31%,抗折强度为25.6MPa,抗压强度为225MPa。     

ZrO2对钼渣微晶陶瓷性能的影响

制备了以钼渣为主要原料，以ZrO2作品核剂的微晶陶瓷材料。研究了ZrO2含量变化对钼渣玻璃晶化行为和力学性能的影响。采用XRD、SEM、DTA等测试技术，对该体系的晶化机理进行了探讨。结果发现，当ZrO2的含量为1％时可发生整体析晶，析晶活化能为212．834kJ／mol，抗弯强度为66.9918MPa，显微硬度为6.95GPa。     

溶胶-凝胶工艺制备ZrO2涂层对工程陶瓷表面改性的研究

采用无机盐先驱体 ,溶胶 -凝胶工艺在氧化铝基工程陶瓷上成功制备了ZrO2 涂层。用差热分析(DTA)、扫描电子显微镜 (SEM)、X射线衍射 (XRD)等分析手段对ZrO2 涂层的物相组成、表面和断面形貌进行了表征。对精磨、热处理、ZrO2 涂层试样的抗弯强度和Weibull模数进行了比较。结果表明 :ZrO2 涂层可以明显改善陶瓷的表面质量 ;涂层与基体结合紧密 ,无明显的界面层 ;涂层试样的抗弯强度和Weibull模数均比未涂层试样有明显的提高。     

氧化锆泡沫陶瓷过滤板的制备与性能研究

以氧化锆(ZrO2)粉为主要原料,氧化铝(Al2O3)粉和氧化钇(Y2O3)粉为烧结助剂,采用有机泡沫浸渍工艺制备出高性能氧化锆泡沫陶瓷过滤板。研究了烧成温度和保温时间对样品容重、抗热震性和抗压强度的影响。采用万能试验机、综合热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜等对样品性能进行了表征。实验结果表明,当烧成温度为1580℃,保温时间为120 min时,制备的氧化锆泡沫陶瓷过滤板性能最佳,其容重为0.452 g/cm3,抗热震性为12次,抗压强度为1.56 MPa。     

纳米SiO_2和ZrO_2共同作用硅酸盐水泥水化机理

利用XRD和SEM表征了纳米S iO2和ZrO2对硅酸盐水泥砂浆改性后的试样。研究发现,在固定水灰比为0.5时,复掺2%纳米S iO2和0.25%ZrO2共同发挥纳米诱导水化作用,生成更多的C—S—H凝胶并向着针柱状形貌生长,细化了Ca(OH)2,使其镶嵌在C—S—H凝胶和钙钒石中,使得C—S—H与凝胶与钙矾石紧密交织,减少水泥石中总孔隙率,水泥石的结构更加细化密实,使抗压强度明显高于同龄期标准试样。     

Tuning the crystallite size of monoclinic ZrO_2 to reveal critical roles of surface defects on m–ZrO_2 catalyst for direct synthesis of isobutene from syngas

The effects of crystallite size on the physicochemical properties and surface defects of pure monoclinic ZrO_2 catalysts for isobutene synthesis were studied. We prepared a series of monoclinic ZrO_2 catalysts with different crystallite size by changing calcination temperature and evaluated their catalytic performance for isobutene synthesis from syngas. ZrO_2 with small crystalline size showed higher CO conversion and isobutene selectivity, while samples with large crystalline size preferred to form dimethyl ether(DME) instead of hydrocarbons, much less to isobutene. Oxygen defects(ODefects) analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) provided evidence that more ODefectsoccupied on the surface of ZrO_2 catalysts with smaller crystalline size. Electron paramagnetic resonance(EPR) and ultraviolet–visible diffuse reflectance(UV–vis DRS) confirmed the presence of high concentration of surface defects and Zr~(3+) on mZrO_2-5.9 sample, respectively. In situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy(in situ DRIFTS) analysis indicated that the adsorption strength of formed formate species on catalyst reduced as the crystalline size decreased. These results suggested that surface defects were responsible for CO activation and further influenced the adsorption strength of surface species, and thus the products distribution changed. This study provides an in-depth insight for active sites regulation of ZrO_2 catalyst in CO hydrogenation reaction.     

Ni-ZrO2纳米微粒复合镀层性能研究

采用正交试验对Ni-ZrO2纳米微粒复合电镀中影响镀层硬度和耐蚀性等性能的电流密度、镀液温度、极间距、ZrO2纳米微粒质量浓度等因素进行了实验研究,并测定了镀层的形貌、结构、硬度、耐蚀性和结合强度.结果表明Ni基纳米微粒ZrO2复合电镀可以改变镀层的硬度及耐蚀性,且有较好的结合强度.实验研究条件下最优工艺条件为:θ为4...     

HA-ZrO2复合陶瓷烧结致密化过程中的晶粒行为

利用球磨法配制HA-ZrO2复合陶瓷浆料,通过自由成形制备试样,干燥后进行无压烧结,测试烧结性能,并对材料微观形貌和相组成进行分析.研究了不同体积比下HA-ZrO2复合陶瓷烧结过程中两种晶粒间相互作用及其对致密性能的影响,探索了烧结后晶粒相结构的变化.结果表明:随ZrO2含量增加,复合陶瓷力学性能显著提高,抗弯强度最高可达371.42 MPa,致密度总体呈上升趋势,可达93.14％,当HA-ZrO2体积比为4:6到6:4之间时,其致密度出现下降的现象;烧结过程中由于Ca2+的掺杂使得复合陶瓷中ZrO2以立方相存在,减弱了相变增韧作用.     

氧化锆对聚丙烯性能和结构的影响研究

先将氧化锆ZrO2制成母粒,再用于改性聚丙烯(PP)。研究结果表明ZrO2的加人使PP的拉伸强度有所降低,但PP的简支梁缺口冲击强度和断裂伸长率均有较大幅度提高,ZrO2用量为0.3%时,PP的简支梁缺口冲击强度达到13.7KJ/m2。差示扫描量热分析和偏光显微镜观察发现,随着ZrO2用量增加,PP的结晶温度逐渐提高,而球晶尺寸逐渐减小,ZrO2具有明显的成核作用。广角X衍射分析表明,ZrO2的加人使PP产生了俘结晶,并且俘晶型的含量随ZrO2场用量的增大而增加。