ZnO掺杂的ZrO2(3Y)纳米复合相材料的中低温电导研究

采用交流阻抗技术对掺纳米ZnO的纳米ZrO2(3Y)复合掺杂材料在473—973K温度范围电导率随ZnO第二相质量分数(0．0％-5．0％(质量分数))的变化关系进行了研究。研究发现掺很少量的纳米ZnO(0．5％-1．0％(质量分数))，纳米ZrO2(3Y)材料晶粒和晶界电阻显著增加，电导率降低，原因在于缺陷缔合效应和晶界偏聚效应的加剧，阻碍了氟空位的迁移。随着ZnO掺入量的增加(＞1．0％(质量分数))，晶界电阻显著减小，晶粒电阻变化不大，总电导率回升，在中低温范围，总电导活化能与晶界电导活化能具有相同的变化趋势。     

纳米ZnO对纳米ZrO2(8Y)致密特性及电导率影响研究

采用纳米ZrO2(8Y)粉和纳米ZnO粉为原料,对掺少量ZnO的ZrO2(8Y)进行无压烧结研究.实验结果表明,掺少量的ZnO能促进ZrO2与Y2O3的反应,加快四方相向立方相的转变,样品致密度和电导率显著提高.掺0.5wt％ZnO样品在1200℃煅烧2h的陶瓷致密度为94％,700℃时的电导率为9.02×10-3cm-1·Ω-1.     

纳米ZnO掺杂对ZrO2(8mol% Y2O3稳定)电性能的影响研究

采用纳米粉料,在单轴成型,无压烧结条件下,用交流阻抗谱技术对掺不同质量百分比ZnO的ZrO2(8mol% Y2O3稳定)烧结体的电性能进行了研究.研究发现ZnO掺杂对ZrO2(8mol% Y2O3稳定)的离子导电性能具有优化作用.     

掺杂Al2O3纳米粉对ZnO厚膜气敏传感器性能的影响

以ZnO纳米粉(平均粒径30 nm)和Al2O3纳米粉(平均粒径5 nm)为原料,利用传统的厚膜气敏传感器制备工艺制备了纯ZnO厚膜气敏传感器和掺杂Al2O3(掺杂量为2wt%和5wt%)的ZnO厚膜气敏传感器.对这三种厚膜传感器的本征电阻及对乙醇蒸汽的敏感特性进行了测试.结果表明:掺杂少量Al2O3纳米粉可明显降低ZnO气敏传感器的本征电阻,改善传感器的烧结性能,同时还可降低其最佳工作温度,提高器件对乙醇的灵敏度.结合厚膜气敏传感器的显微结构分析结果,对出现上述差异的原因进行了讨论.     

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掺杂ZnO压敏陶瓷的晶粒生长研究

研究了Al2O3掺杂对ZnO压敏陶瓷晶粒生长规律的影响,应用晶粒生长动力学方程确定了晶粒生长的动力学指数和激活能.实验结果表明,对于Al2O3掺杂ZnO压敏陶瓷,其晶粒生长的动力学指数n等于4,激活能Q等于(400±26)kJ/mol.Al2O3掺杂ZnO压敏瓷的晶粒生长机理是ZnAl2O3尖晶石颗粒在ZnO压敏瓷晶粒边界钉扎过程中Al3+和O2-通过ZnAl2O4尖晶石的扩散.     

La2O3、Y2O3掺杂对(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3无铅压电陶瓷性能的影响

以(Na0.5Bi0.5)0.94Ba0.06TiO3为基体,研究了单、双组分掺杂La2O3、Y2O3对BNBT6陶瓷的压电和介电性能及微观结构的影响。XRD分析表明:掺杂La2O3、Y2O3均得到钙钛矿结构。SEM分析表明,分别掺杂0.2%La2O3和0.2%Y2O3使得陶瓷晶粒增大,压电常数提高,双组分掺杂La2O3、Y2O3在掺杂量0.12%La2O3+0.08%Y2O3时,压电常数d33增大到最大值144.6×10-12C/N,介质损耗降低到最小值0.039。     

稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻性能的影响

采用低温固相化学反应法制备了Pr2O3掺杂的ZnO纳米复合粉体,并用此粉体在不同烧结温度下制备了高压ZnO压敏电阻.采用X射线衍射、比表面测试、透射电镜、扫描电镜等手段对制备的ZnO纳米复合粉体及高压ZnO压敏电阻进行了表征,并与未掺杂ZnO压敏电阻进行了对比研究,探讨了稀土氧化物Pr2O3掺杂对高压ZnO压敏电阻电性能的影响机制.结果表明:较低的烧结温度(1030～1130℃)时,掺杂的稀土氧化物Pr2O3偏析于ZnO晶界中,有活化晶界、促使晶粒生长的作用;同时,Pr2O3掺杂导致1080℃烧结的ZnO压敏陶瓷体中晶体相互交织形成晶界织构,比未掺杂的更均匀和致密,这有助于高压ZnO压敏电阻晶界性能的改善,从而提高其综合电性能.当烧结温度为1080℃时,Pr2O3掺杂的高压ZnO压敏电阻的综合电性能最佳:电位梯度为864.39 V/mm,非线性系数为28.75,漏电流为35 μA.     

纳米Al2O3对纳米4YSZ复相陶瓷结构和性能的影响

以纳米4YSZ和纳米Al2O3粉末为原料,对掺少量Al2O3的4YSZ无压烧结体的烧结特性、结构和性能进行了研究。掺适量的Al2O3可降低烧结温度,减缓4YSZ晶粒的长大。少量的交接渗透强化了晶界,烧结体断裂倾向于穿晶断裂,提高了烧结体硬度。     

纳米η-Al2O3双组元法合成Na-β″-Al2O3固体电解质

以纳米η-Al2 O3为原料,氧化镁(MgO)为稳定剂,采用双组元法制备Na-β″-Al2 O3固体电解质.通过Archimedes法,SEM和三点抗弯法研究试样的致密性、显微结构和力学性能;采用XRD和交流阻抗谱仪研究试样的β″-Al2 O3相含量和离子电导率.结果表明:双组元法有利于提高试样的结构均匀性;纳米η-Al2 O3比高纯α-Al2 O3更易于合成Na-β″-Al2 O3固体电解质;适量MgO的加入有利于提高试样中β″-Al2 O3相的含量和试样的致密性,减小试样的晶界电阻,提高试样的离子电导率;过多的Mg O掺杂量导致晶内气孔尺寸的长大,反而增大了试样的晶粒电阻,导致试样的离子电导率降低.当MgO的加入量为2％(质量分数)时,试样在300℃时的离子电导率最大,为0.0396 S·cm-1.     

Influence of Phase Constitution on Mechanical Performance of 12Ce-3Y-ZrO2/2.5 wt pct Al2O3 Composites

The phase constitution of a composite consisting of 12 at. pct CeO_2-3 at. pct Y_2O_3-ZrO_2/2.5 wt pct Al_2O_3 (3Y12Ce2.5Al)was determined by thermodynamic calculation. It is a combination of 36.9 at. pct cubic phase and 63.1 at. pct tetragonalphase at 1450℃. Green compacts were fabricated by cold isostatic pressing with powder synthesized by coating technique,and pressureless sintered at 1450℃. The fracture toughness and Vickers hardness, evaluated by the micro-indentation method,are 2.02 MPa·m~(1/2) and 11.395 GPa, respectively. The addition of 3 at. pct Y_2O_3 to 12 at. pct CeO_2-ZrO_2 ceramic leads todrastically decrease in toughness compared to composites without yttria stabilizer. No monoclinic phase is detected on thesudece of all the ground samples. The high content of cubic phase and lack of phase transformation can be attributed to thelow toughness based on the thermodynamic prediction.     

Ni-Al2O3纳米复合电镀工艺的初步研究

初步研究了复合电镀各工艺条件：电流密度、镀液pH值和温度以及搅拌方式对Al2O3纳米微粒在镍基复合镀层中含量的影响。研究表明：电流密度增大不利于提高镀层中纳米微粒的含量；pH值增大也明显使复合量降低;镀液温度升高，镀层中微粒的复合量随之略有改变；电镀时，加强搅拌或适当改变搅拌方式，可以使复合镀居中的纳米微粒含量提高。还利用扫描电镜及能谱对Ni-Al2O3镀层表面进行了观察与分析。     

纳米ZnO对纳米ZrO2(8Y)致密特性及电导率影响研究

采用纳米ZrO₂(8Y)粉和纳米ZnO粉为原料,对掺少量ZnO的ZrO₂(8Y)进行无压烧结研究.实验结果表明,掺少量的ZnO能促进ZrO₂与Y₂O₃的反应,加快四方相向立方相的转变,样品致密度和电导率显著提高.掺0.5wt％ZnO样品在1200℃煅烧2h的陶瓷致密度为94％,700℃时的电导率为9.02×10^-3cm-1·Ω^-1.     

Single-crystal Y2O3-ZrO2 rectangular waveguides for ultrahigh-temperature sensing applications

High-quality Y2O3-ZrO2 single-crystal rectangular waveguides have been developed for ultrahigh-temperature sensing applications. Five waveguides, 0.55-1.12 mm wide and 52-65 mm long, were fabricated from a bulky cubic 21.2-mol. % Y2O3 stabilized ZrO2 single crystal that had been precisely cut and finely polished. At 900-nm wavelength, the average optical loss of these waveguides is approximately 0.016 dB/cm, which is much lower than that of Y2O3-ZrO2 single-crystal optical fibers grown by the laser-heated pedestal growth method. The tested waveguides survived a temperature higher than 2,300 degrees C, and their mechanical strength and chemical resistance were also acceptable. Experimental results show that these waveguides are promising for ultrahigh-temperature sensing applications.     

Y2O3、Al2O3掺杂对CeO2的烧结及电性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了不同含量的Y2O3掺杂的CeO2粉体，并在4mol％Y2O3—CeO2粉体中掺入Al2O3，研究了各样品的烧结性能和电性能。结果表明：适量的掺杂Y2O3能提高氧化铈的密度，但Y2O3含量超过4％mol后密度下降。一定量的Al2O3也能提高材料的烧结密度。随着Y2O3含量的增大，CeO2的电导先增大后减小，而掺入Al2O3对材料的电导不利。     

纳米Al2O3对尼龙6结晶性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-560对纳米氧化铝(nano-Al2O3)进行表面处理后与尼龙6(PA6)熔融共混制备PA6/nano-Al2O3复合材料,用扫描电镜(SEM)观察了材料断面形貌,借助差示扫描量热仪(DSC)研究了原料配比及降温速率对PA6/nano-Al2O3复合材料结晶性能影响。结果表明,nano-Al2O3在PA6结晶过程中起异相成核作用,限制了PA6分子链运动,使复合材料玻璃化转变温度及结晶度提高,非等温结晶过冷度降低,结晶速率加快;材料结晶温度、结晶焓、结晶度随降温速率增加而下降。     

纳米Al_2O_3/聚苯硫醚改性聚四氟乙烯复合材料摩擦特性

使用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机在不同实验条件下对纳米氧化铝(Nano-Al_2O_3)与聚苯硫醚(PPS)共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损状况进行了测试并在线测量了摩擦表层瞬时温度。采用扫描电镜对磨损表面形貌和转移膜形貌进行了观察与分析。结果表明,复合材料摩擦磨损特性与纳米粒子含量及摩擦表层温度有关;3%(体积分数)Nano-Al_2O_3/PPS/PTFE复合材料的耐磨性最佳;摩擦过程中表层瞬时温度呈现3个阶段:线性升温、温度缓慢变化和稳定阶段,且升温幅度随Nano-Al_2O_3含量的增加而增大;当载荷和速度分别超过200 N和2 m/s时,复合材料磨损率与摩擦表层温度均大幅上升,但摩擦热平衡所需时间却大幅缩短,此时摩擦表面形貌与转移膜形貌均发生明显变化;当环境温度在25~140℃变化时复合材料摩擦性能变化不显著。     

灰铸铁激光熔覆纳米Al2O3的性能研究

用纳米氧化铝和铁粉混合作为灰铸铁的表面改性材料，通过激光熔覆试验对灰铸铁进行表面改性，制备了灰铸铁表面改性试样。对试样进行了以磨损试验为主的性能测试，显微硬度测量结果表明表面改性层硬度明显提高，结合区由于成分及微观组织的改变，硬度提高异常显著。运用MM-200摩擦磨损试验机进行了的摩擦磨损试验，结果表明表面改性层耐磨性显著提高，且纳米氧化铝含量越多，耐磨性提高越显著。载荷越大，摩擦系数越小。灰铸铁激光熔覆纳米Al2O3后，其磨损机制为犁削磨损。     

表面诱导沉淀法制备Al2O3-ZrO2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法,制备了Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料,利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时,可以使ＺｒＯ_２前驱体均匀地包裹在Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面,经过８００℃煅烧之后,Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ_２颗粒,ＺｒＯ_２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后,未发生ＺｒＯ_２颗粒脱落现象,表明ＺｒＯ_２颗粒与Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面结合紧密．     

柠檬酸溶胶-凝胶法制备纳米Y_2O_3:Eu~(3+)粉体

以Eu2O3,Y2O3为原料通过柠檬酸溶胶-凝胶法合成了Y2O3:Eu3+纳米粉,研究了pH值、柠檬酸用量(n[H3Cit]:n[Y3++Eu3+])及煅烧温度对粉体制备过程的影响。利用TG-DTA、XRD、SEM等测试手段对粉体的形成过程进行了分析。结果表明:Y2O3:Eu3+纳米粉体的一次粒径为25nm左右,二次粒径为250nm左右。纳米Y2O3:Eu3+粉体制备最佳实验条件为pH=5,n[H3Cit]:n[Y3++Eu3+]为2:1,煅烧温度为600℃。