MnO2添加剂对镍铁尖晶石基惰性阳极耐腐蚀性的影响

以氧化物NiO和Fe2O3为原料,添加氧化物MnO2,采用高温固相烧结法制备了NiFe2O4基惰性阳极材料,采用失重法测量了阳极试样的静态热腐蚀速率,并对其腐蚀机理进行了初步探讨. 实验结果表明,添加2%(ω) MnO2粉末的惰性阳极试样的静态热腐蚀速率最低. 由于掺杂的MnO2在晶界处富集,熔盐对晶粒的腐蚀首先在晶界处发生反应生成Mn2AlO4相,而Mn2AlO4相结构致密,冰晶石熔盐通过该相向NiFe2O4尖晶石晶粒内扩散速度减慢,从而降低了腐蚀速率.     

NiFe2O4惰性阳极的制备及其电解腐蚀机理

以Fe2O3和NiO为主要原料,添加2%(按质量计)MnO2,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4惰性阳极.用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,测量了样品在冰晶石熔盐中不同电流密度下的电解腐蚀速率,并对其腐蚀机理作了初步探讨.结果表明:惰性阳极由NiO和NiFe2O4尖晶石两相组成,MnO2作为固溶体在尖晶石晶界处富集.电解腐蚀呈现出物理化学溶解过程,熔盐对试样的电解腐蚀首先要在晶界处发生反应生成更稳定的FeAl2O4相,而FeAl2O4相结构致密,冰晶石熔盐通过该相向NiFe2O4尖晶石晶粒内扩散速度减慢,从而降低了腐蚀速率.     

NiFe2O4/Ag惰性阳极的熔盐腐蚀性能

以Fe2O3,NiO和Ag粉为主要原料,采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4/Ag惰性阳极.采用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究,并测量了样品抗热震性、抗折强度、在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀以及电解腐蚀速率,对其腐蚀过程作了初步探讨.结果表明:惰性阳极由NiO,NiFe2O4尖晶石和Ag三相组成.随着金属Ag含量的增多,惰性阳极样品在冰晶石熔盐中的静态热腐蚀速率增加,由于抗热震性和抗折强度有了大幅提高,电解腐蚀速率降低.静态热腐蚀和电解腐蚀呈现出物理化学溶解过程,而且由于金属银对晶界的强化作用,电解腐蚀由晶粒开始.     

NiFe2O4隋性阳极的制备及其电解腐蚀机理

以Fe2O3和NiO为主要原料，添加2％（按质量计）MnO2，采用固相烧结工艺制备了NiFe2O4惰性阳极。用X射线衍射和扫描电子显微镜对材料的组成和微观结构进行了研究，测量了样品在冰晶石熔盐中不同电流密度下的电解腐蚀速率，并对其腐蚀机理作了初步探讨。结果表明：惰性阳极由NiO和NiFe2O4尖晶石两相组成，MnO2作为固溶体在尖晶石晶界处富集。电解腐蚀呈现出物理化学溶解过程，熔盐对试样的电解腐蚀首先要在晶界处发生反应生成更稳定的FeAl2O4相，而FeAl2O4相结构致密，冰晶石熔盐通过该相向NiFe2O4尖晶石晶粒内扩散速度减慢，从而降低了腐蚀速率。     

SiCw增强NiFe2O4基惰性阳极材料的力学性能

为改善铝电解惰性阳极用NiFe2O4尖晶石材料存在的不足,采用固态合成法制备了SiCw/NiFe2O4复合材料. 研究了SiCw添加量对体积密度、气孔率、冲击韧性、热震性等力学性能的影响,并与纯NiFe2O4尖晶石对比,利用扫描电子显微镜观察显微组织,分析了其性能差异的原因. 实验结果表明,添加SiCw可以显著改善NiFe2O4尖晶石的力学性能,含2% SiCw的试样冲击韧性比尖晶石提高了近65%;添加量为3%时抗弯强度比NiFe2O4尖晶石基体强度提高了近42%,经一次热震后强度保持率可提高15%,综合考虑SiCw添加量以3%为宜.     

Bi2O3及MnO2掺杂对[(Pb,Ca) La](Fe,Nb)O3介质陶瓷结构及微波性能的影响

研究了Bi2O3及MnO2掺杂量对[(Pb0.5Ca0.5)0.92La0.08](Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷结构及介电性能的影响.结果表明Bi2O3及MnO2均是良好的烧结助剂,可降低体系的烧结温度60～100 ℃,同时提高陶瓷的密度.XRD图谱证明当MnO2的质量分数≤2%时,陶瓷为钙钛矿相及焦绿石相,表明Mn4+进入主相晶格,而Bi2O3的掺杂会使体系中出现未知第三相.随MnO2的增加,陶瓷的介电常数先增加后减小,同时使品质因数及谐振频率温度系数的单调下降.Bi2O3的掺杂则会使陶瓷介电常数及谐振频率温度系数升高,而品质因数下降.Bi2O3及MnO2的联合掺杂比单一掺杂更有效地降低了陶瓷的烧结温度,达100～140 ℃,且在低温烧结条件下有比单一掺杂时更好的微波介电性能.其中当Bi2O3和MnO2的质量比k=1,2种添加物总质量分数w=1%,烧结条件为1 050 ℃,保温4 h,陶瓷的相对介电常数εr,品质因数(Q)与谐振频率(f)的乘积Qf以及谐振频率温度系数分别为91.1, 4 870 GHz和18.5×10-6/℃.     

科技简讯

NiFe2 O4 及添加TiO2 的尖晶石的烧结过程　　以NiO和Fe2 O3 为主要原料 ,通过添加少量TiO2 粉末来改善NiFe2 O4试样的烧结过程。研究了NiFe2 O4和TiO2-NiFe2 O42种样品在反应烧结过程中的热力学及动力学条件 ,同时利用球模型推导的扩散机制的烧结方程测算出 2种材料的烧结活化能。结果表明 ,NiO和Fe2 O3 固相烧结过程是固相反应和致密化过程同时进行的 ;添加质量分数为 1 %TiO2 粉末 ,当合成温度为 1 2 5 0℃时 ,TiO2 -NiFe2 O4样品就已达到致密 ,其烧结活化能由NiFe2 O4样品时的2 4 5 .36kJ/mol降低为 1 4 2 .71kJ/mol。…     

Al3+、Sc3+掺杂的LiMn2O4电子结构和平均嵌入电压研究

采用密度泛函理论方法研究了锂离子正极材料LiMn2O4电子结构及金属掺杂对其平均嵌入电压的影响。嵌锂前后差电荷密度分析表明,Mn2O4嵌锂过程中,O、Mn均得到Li给出的电子,且以O得电子为主。Al3+和Sc3+取代LiMn2O4原胞中的Mn掺杂研究表明,Al3+和Sc3+在嵌锂过程中不参与和Li的电子交换,因而导致掺杂体系具有较大的嵌入电压。且Al3+、Sc3+掺杂导致LiMn2O4电极材料稳定性提高,材料密度减小,因此Al3+和Sc3+可作为较佳的锂离子正极掺杂材料。     

压力喷涂法制备YSZ／ZTA／Al2O3层状复合材料

采用在Al2O3基板上喷涂YSZ和ZTA料浆,经常压烧结制备YSZ／ZTA／Al2O3层状复合材料。SEM显微结构分析表明,各层结合紧密,且有一定的相互渗透。抗热震性试验表明,烧结温度对试样的抗热震性能影响显著。力学性能测试表明,试样的抗弯强度随着温度的升高而增大,抗热震后残余强度比例随着温度升高而降低。ZTA涂层存在...     

不同铁载体对镁铁铝尖晶石材料性能影响

分别以烧结铁铝尖晶石、电熔铁铝尖晶石、烧结镁铁砂及电熔镁铁砂为铁的载体,在控制试样化学组成接近前提下,按照镁铁铝尖晶石砖生产工艺制备镁铁铝尖晶石砖试样.检测试样的理化性能并采用XRD和SEM对试样的相组成和显微组织结构进行表征.结果表明:以两种镁铁砂为铁载体的试样体积密度高、显气孔率低、常温耐压强度大及热膨胀率小;以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样具有较高的荷重软化温度.以铁铝尖晶石为铁载体试样中,形成(Mg,Fe) Al2O4相,铁以Fe2+形式存在;以镁铁砂为铁载体试样中,形成Mg(Fe,Al)2O4相,铁以Fe3+形式存在;以烧结铁铝尖晶石、烧结镁铁砂为铁载体的试样显微结构中存在较多微气孔,以电熔铁铝尖晶石、电熔镁铁砂为铁载体的试样显微结构较为致密.     

多孔碳化硅陶瓷上镍铁氧体涂层的制备与性能

以Ni(NO3)2和Fe(NO3)3、丙烯酰胺、N,N￠-亚甲基双丙烯酰胺为原料,采用高分子凝胶法在多孔碳化硅陶瓷表面包覆了镍铁氧体涂层. 着重研究了包覆涂层的表面形貌、复合材料的晶相及电磁性能. 结果表明,当煅烧温度为600℃时,在多孔陶瓷表面有立方晶系尖晶石结构的NiFe2O4晶相生成. 随着煅烧温度的升高,多孔陶瓷表面形成的镍铁氧体晶体晶型趋向完整. 涂层完整、致密、均匀. 多孔碳化硅陶瓷为介电损耗材料,孔径为1.3 mm的多孔碳化硅陶瓷基体的电磁性能优于孔径为1.0 mm的多孔碳化硅陶瓷. 包覆镍铁氧体涂层的多孔碳化硅陶瓷表现出较好的磁损耗特性,复磁导率的虚部最大值可达0.4.     

NiFe_2O_4复合氧化物陶瓷粉体的制备

采用粉末冶金固相烧结法制备了NiFe2O4铁氧体粉体。对NiFe2O4粉体试样进行了DTA分析,研究了不同配比的NiO和Fe2O4粉末在980℃和1100℃烧结温度下的情况,对产物进行了XRD和SEM分析,结果表明：随着温度的升高（980～1100℃）,烧结粉末的分散性越来越好,纯度也越来越高,NiFe2O4陶瓷粉体也逐渐显示出明显的尖晶石形貌。本研究制备尖晶石NiFe2O4陶瓷粉体的最佳工艺条件是：1100℃左右,时间为6h最好。     

刚玉–莫来石–镁铝尖晶石复合陶瓷的原位合成及热震行为

以α-Al2O3、苏州土、滑石和石英为主要原料,采用无压烧结制备了刚玉–莫来石–镁铝尖晶石多相复合陶瓷,研究了烧结温度对样品的体积密度、线性收缩率和吸水率等烧结性能以及机械性能的影响。通过X射线衍射和扫描电子显微镜分析了复相陶瓷热震前后的物相组成和显微结构。结果发现：经1480℃烧结的样品吸水率为0.19%,体积密度为3.06g/cm3,抗折强度达99.59MPa,复合材料有较好的热震性能,1100℃空冷热震损失率仅6.9%,可耐受17次热冲击。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能热发电材料。     

柠檬酸凝胶法制备Mn-Ni-Fe基负温度系数热敏陶瓷

采用柠檬酸凝胶法制备锰-镍-铁基前驱体,在300℃煅烧干燥的前驱体得到纳米粒度粉末,压制成圆片坯体后在1100～1300℃烧结得到负温度系数(negative temperature coefficient,NTC)热敏陶瓷样品。研究了粉体和烧结样品的相结构、微观形貌、电性能和热敏特性。结果表明:合成粉体的纳米颗粒为单相Mn1/3Ni2/3Fe2O4尖晶石,粉体具有高化学均匀性。烧结的Mn1/3Ni2/3Fe2O4陶瓷样品具有均匀的微观结构,陶瓷样品的烧结密度和材料敏感指数β随着烧结温度的增加而增加。测量温度为50～150℃范围时,1300℃烧结的Mn1/3Ni2/3Fe2O4样品,其β可高达4300K。     

电磁场作用下高铁渣对MgO-C耐火材料的侵蚀

电磁场会促使熔渣中的铁、锰离子与MgO-C耐火材料反应形成锰掺杂镁铁尖晶石相,为进一步研究锰掺杂镁铁尖晶石的生成形貌及特征,采用Fe2O3质量分数为53.62%、CaO与SiO2质量比为0.8的高铁渣,分别在有、无电磁场环境下,对碳质量分数为14%的MgO-C耐火材料进行渣蚀试验。结果表明:感应炉存在电磁场,使熔渣中部分Fe2+/Fe3+与镁砂中Mg2+发生置换形成镁铁尖晶石,其含有少量Mn2+离子;镁铁尖晶石中铁含量从渣蚀层到渗透层急剧降低,锰含量几乎维持不变;侵蚀后试样渗透层较明显。电阻炉无电磁场,则侵蚀后试样没有形成镁铁尖晶石,熔渣中Si、Ca渗透到方镁石晶格中,形成钙镁榄橄石低熔相,将镁砂溶解到熔渣中;渣蚀层有明显的MgAl2O4生成。     

尖晶石型锰锌铁氧体的电子结构和磁性的计算与实验研究(英文)

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法,计算了尖晶石型Zn1-xMnxFe2O4(x=0,0.5,1)铁氧体的电子结构和磁性,计算结果表明:ZnFe2O4铁氧体为绝缘体,MnFe2O4和Zn0.5Mn0.5Fe2O4铁氧体为半金属,ZnFe2O4铁氧体的能隙为0.89eV,小于实验值。此外,计算研究了Zn1-xMnxFe2O4(x=0,0.5,1)铁氧体中Zn的含量对其磁性的影响。结果表明,随着Zn含量的增加Zn1-xMnxFe2O4(x=0,0.5,1)铁氧体的磁矩先增大后减小,这与实验结果一致。     

Characterisation and properties of low-conductivity microporous magnesia based aggregates with in-situ intergranular spinel phases

Development of microporous magnesia based aggregates serving as working-line refractories have great significance in reducing energy loss and saving resource. Microporous magnesia-based aggregates were fabricated at 1780 °C by in-situ decomposition of magnesite with addition of nano-sized Al₂O₃. Intergranular MgAl₂O₄ phases formed in situ decreased the closed-pore size, thermal conductivity and improved the ceramic bonding and thermal shock resistance. Furthermore, the results suggested that pore size distribution was the dominate factor affecting thermal conductivity. Thermal contact resistance owing to networks of intergranular spinel in magnesia could improve thermal insulation performance effectively. The mismatch of thermal expansion coefficient between spinel and magnesia and the micro-scale closed pores enhanced thermal shock resistance by accommodating thermal stress and suppressing crack propagation. Microporous magnesia-based aggregates with 3 wt% nano-sized Al₂O₃ presented a mean pore size of 3.42 μm, thermal conductivity of 5.76 W m^?1 k^?1 (800 °C), a cold compressive strength of ~285 MPa, and a residual strength retention rate of 65.0% after thermal shock cycles. The low-conductivity microporous magnesia-based aggregates with excellent thermal shock resistance show promise for future application in working-lining lightweight refractories.