氮化铝陶瓷的研究与应用

氮化铝（ＡｌＮ）因具有高热导率,低介电常数、与硅相匹配的热膨胀率系数及其他优良的物理选场生在新领域越来越引起人们的关注,本文主要介绍分析了ＡｌＮ粉体合成、烧结技术、应用基础理论研究的最新动态和进展,以及ＡｌＮ陶瓷的应用领域与前景。     

亚微米氧化铝粉体在建筑陶瓷板材中的应用研究

采用建筑陶瓷板的制备工艺,将亚微米氧化铝粉体加入到陶瓷板材坯料中,研究了其对陶瓷板材外观、烧结性能和力学性能的影响。结果表明:在常规的生产条件下,亚微米氧化铝粉体主要以α-Al₂O₃颗粒的形式均匀分布在坯体中,具有较强的增白效果。当氧化铝粉体加入量在15%(质量分数)以内时,陶瓷板材样品的吸水率低于0.1%,烧结致密化程度较高,抗弯强度随加入量增加而提高。当加入量继续增加,吸水率增大,抗弯强度下降。氧化铝粉体加入量为15%(质量分数)时,样品的抗弯强度达到最高值96 MPa,比未外加氧化铝的样品提高了30%。在白度较低的低品质原料中,通过加入亚微米氧化铝粉体可大幅度提高产品的白度和强度,既可减少优质资源的消耗,又能较好地满足陶瓷板材对装饰效果和力学性能的要求。     

氮化铝陶瓷

半导体仪器在各个领域得到了广泛应用。但制造半导体仪器所需要的高温导热材料仍然是一个迫切需要解决的问题，以AIN为基质的陶瓷，使用各种活性添加剂，对陶瓷性能有显著影响，以Y2O3为添加剂的AIN陶瓷具有良好导热性与电物理性能。     

氮化铝陶瓷的研制及应用

氮化铝（AIN）因具有高热导率、低介电常数、与硅相匹配的热膨胀系数及其他优良的物理特性,在新材料领域越来越引起人们的关注。此文主要介绍产分析了AIN粉体合成、烧结、性能结构、AIN陶瓷的应用与前景。     

用作基片材料的氮化铝陶瓷的现状与展望

概括叙述了氮化铝陶瓷用作基片材料的现状，指出了制备氮化铝陶瓷时，所需粉末的合成方法制品的成型工艺，烧成及后处理的方法，各种方法的优缺点和可行性等，并对用作基本材料的高热导率氮化铝陶瓷的未来发展，进行了展望。     

放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷的研究

采用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术烧结氮化铝,在不加任何添加剂的条件下,1800℃,4～20min烧结制备了透明的氮化铝陶瓷。XRD,SEM,EPMA和TEM等测试结果表明,制备出的氮化铝陶瓷纯度较高、晶粒细小、结构均匀,具有良好的透光性能。充分说明SPS技术可应用于透明陶瓷的制备。与此同时,测试结果显示,AlN陶瓷中还含有少量的缺陷,包括位错、层错、气孔、第二相包裹体,这些缺陷无疑会对陶瓷的透光性能产生一定的影响。     

氮化铝陶瓷低温烧结助剂体系的研究

选用6种配方进行研究，通过XRD、SEM和TGA研究了各配方在升温过程中的物相组成及变化，详细记录了实验中各试样的形貌变化，讨论了相关物质对液相生成温度的影响。研究发现，氟化钙-氧化钇-碳酸锂为最佳体系，氟化钙类似化合物可促进碳酸盐的分解，生成的氧化锂(特定的碱性氧化物)可降低液相生成温度(最低共熔温度)，从而降低液相生成温度，促进烧结进程。     

氮化铝陶瓷及其用途

随着非氧化物陶瓷材料的研究日益受到重视，氮化铝陶瓷以其高热导率、与硅相匹配的热膨胀系数、比强度高、密度低及无毒等优点，成为微电子工业中新一代的电路基板、封装材料。由于它适应了新一代信息材料迅速发展的需求，近年来取得显著进展。氮化铝（AlN）为共价健化合物，晶体结构为六方与立方两种。其中立方晶型仅在超高压与薄膜生长条件下才能制取。常见的AlN陶瓷均呈六方纤锌矿结构。理论密度为3.26g/cm3,莫氏硬度为7～8，分解温度为2200～2250℃。氮化铝粉末呈白色或灰白色。氮化铝制品的密度与选择的添加剂种类及添加量，制备工艺…     

添加亚微米SiC微粉对聚碳硅烷低温制备SiC多孔陶瓷性能的影响

以平均粒径为20μm的SiC粉末为原料、亚微米SiC微粉为添加相、聚碳硅烷(polycarbosilane,PCS)为黏结剂,通过混粉、模压、热氧化不熔化处理、烧成等工序制备了SiC多孔陶瓷。研究了亚微米SiC微粉添加量对SiC多孔陶瓷微观形貌、线收缩率、孔隙率和抗弯强度的影响。结果表明:随亚微米微粉添加量的增加,多孔陶瓷微观裂纹逐渐减少直至消失,孔隙率先急剧增大后逐渐减小,线收缩率先急剧减小后逐渐增大,抗弯强度先增大后减小;在PCS含量为10%、15%与20%时,对应亚微米SiC微粉添加量为15%、30%与40%时,抗弯强度获得最大值分别为52.1MPa、54.6MPa与62.4MPa,与未添加亚微米微粉时相比,提高幅度分别达180%、285%与392%。     

非氧化物陶瓷超细粉的制备

非氧化物陶瓷以优异的综合性能，在冶金、化工、机械、电子等领域有着广阔的应用前景．为了制备出适于烧结的非氧化物陶瓷超细粉体，人们进行了大量的研究工作，本综述了非氧化物陶瓷超细粉的研究进展，其中涉及机械粉碎法、金属元素反应法、金属氧化物碳热还原(氮化)法、聚合物热解法、气相化学反应法及溶剂热合成法等，并对金属氧化物碳热还原(氮化)法的进展进行了较为详细的描述，     

氮化铝陶瓷低温真空热压烧结研究

以自蔓延高温合成的AIN粉体为原料,Y2O3、Dy2O3、La2O3为添加剂,采用真空热压烧结工艺,实现了含有添加剂的AIN陶瓷体的低温烧结;研究了烧结温度对AIN烧结性能的影响。用XRD、SEM对AIN高压烧结体进行了表征。研究表明：粉体粒径、烧结工艺、烧结助剂对AIN陶瓷低温烧结真空热压烧结性能有很大影响;含烧结助剂的真空热压烧结能够有效降低AIN陶瓷的烧结温度并缩短烧结时间,使烧结体的结构致密。烧结温度1550℃条件下,真空热压烧结90min时,得到的AIN陶瓷的致密度最高。     

去除亚微米粉尘的旋风除尘系统开发

本文开发出了亚微米粉尘的旋风除尘系统——环流循环除尘系统。并通过实验测试了该除尘系统的性能。结果表明 ,亚微米粉尘的旋风除尘系统的分割直径 d50 达到了 0 .5 μm～ 0 .7μm,压降小于 35 0 0 Pa,只比常规旋风除尘器的单台压降略高。该工艺系统可使半密闭和开放式电石炉气达到环保排放标准 ,亦能保证密闭电石炉除尘的需要 ,且可用于水泥立窑、锅炉等窑炉除尘     

锑掺杂PZSN压电陶瓷烧结工艺的研究

为制备大功率低损耗压电陶瓷材料，对改性锆钛酸铅压电陶瓷Pb0.9Ba0.05Sr0.05（Zn1／3Nb2／3）0.06（Sn1/3Nb2/3）0.05Ti0.44Zr0.44O3＋0．5％Mn（NO3）2（质量分数，下同）＋x％Sb2O3的烧结工艺进行比较研究，结果表明体系优化结工艺为以300℃／h的升温速率，在1250℃处保温3h，此时对0．1％～0．4％（质量分数）的Sb2O3掺杂，均可制备出综合性能优良的压电陶瓷。当掺杂量为0．1％（质量分数）时，其tanδ，Qm，Kp，d33和ε4分别为0．47％，2251，0.538，336pC／N和1897，可满足大功率应用的要求。     

添加剂对AIN陶瓷高温氧化行为的影响

研究了热压AIN陶瓷在1200－1400℃的氧化行为,分析了不同的烧结助剂对AIN陶瓷氧化行为的影响。结果表明,AIN陶瓷在空气中的氧化符合抛物线规律,以Ni为添加剂的AIN陶瓷的高温抗氧化性优于以Y2O3为添加剂的AIN陶瓷。     

亚微米PYX的制备及性能

采用喷射重结晶法制备了高纯度亚微米PYX,并对其热性能、机械感度、短脉冲起爆感度进行测试.结果表明,制备出平均粒径为0.945 μm的超细PYX,粒度分布较均匀,比表面积为9.3 m~2/g,纯度为98.1%.与PYX原料相比,超细PYX的热分解放热峰温度和5 s爆发点有所降低,但均在374℃以上;撞击感度(爆炸概率)从68%降到12%,摩擦感度(爆炸概率)从36%增高到60%;用金属桥箔使聚酯膜飞片产生短脉冲冲击波的电起爆装药技术研究了PYX的短脉冲起爆感度,测试结果表明,其50%发火电压为2.55 kV.     

微米与亚微米级的液固与气固混合物的一种新型分离技术

微米与亚微米级的液固与气固混合物的高效分离非常困难。目前工业生产上普遍使用的各种传统分离技术,其分离效率均不高。本文给出一种新的分离技术——高分子烧结精密微孔过滤技术(由烧结微孔过滤介质、精密微孔过滤机、辅助装置及不同的应用方法组成)能对这些混合物进行高效分离,能得到干的滤饼。除了过滤效率高外,其操作还非常简便,占地面积较小,动力消耗较少,操作成本与投资费均较低。该技术已在国内许多工业生产与废水处理中获得广泛应用。     

废瓷掺料对微晶玻璃熔融结晶的影响

利用瓷土尾矿、废瓷、粉煤灰等工业废料作为主要原料制备微晶玻璃,不仅能够有效解决工业废弃物的环境污染问题,而且能够实现废弃物的资源化利用。在配方设计中,瓷土尾矿、粉煤灰等固体废料的用量可达原料总量的75%以上。但废瓷粉的掺入会破坏微晶玻璃表层的析晶效果,由于废瓷的种类繁多,其化学组成、所含杂质及烧结温度具有很大的差异性,会对微晶玻璃的熔融结晶产生较大影响。     

Migration and Deposition of Submicron Particles in Crossflow Microfiltration

Abstract

The migration and deposition of submicron particles in laminar crossflow microfiltration is simulated by integrating the Langevin equation. The effects of operating conditions on the particle trajectories are discussed. It is found that the Brownian motion of particles plays an important role in particle migration under a smaller crossflow velocity of suspension or a smaller filtration rate. Based on the simulated trajectories of particles, the transported flux of particles arriving at the membrane surface can be estimated. The particle flux increases with an increase of filtration rate and with a decrease of particle diameter; however, the effect of crossflow velocity on the particle flux is not obvious. The forces exerted on particles are analyzed to estimate the probability of particle deposition on the membrane surface. The probability of particle deposition increases with an increase of filtration rate, with a decrease of crossflow velocity, with a decrease of particle diameter, or with an increase of zeta potential on the particle surfaces. The simulated results of packing structures of particles on the membrane surface at the initial stage of filtration show that a looser packing can be found under a larger crossflow velocity, a smaller filtration rate, or a smaller diameter of filtered particles. Crossflow micro-filtration experiments are carried out to demonstrate the reliability of the proposed theory. The deviation between the predicted and experimental data of filtration rate at the initial period of filtration is less than 10% when the Reynolds number of the suspension flow ranges from 100 to 500.     

透明陶瓷的研究进展

综述了影响陶瓷透明度的因素。分别介绍了红外陶瓷、激光陶瓷、闪烁陶瓷,并对他们未来的发展趋势进行简要的综述。