防护装甲用抗弹Al2O3陶瓷研究进展

抗弹Al₂O₃陶瓷因其高硬度、低密度以及低成本,在防护装甲领域占有重要地位。本文详尽综述了抗弹Al₂O₃陶瓷的生产原材料选择、制备技术及发展趋势,比较了干压成型、等静压成型、凝胶注模成型及粉末微注射成型技术,与常压烧结、热压烧结、热等静压烧结等烧结工艺对抗弹Al₂O₃陶瓷性能的影响,阐述了发展抗弹Al₂O₃透明陶瓷以满足当代军事需求、抗弹Al₂O₃陶瓷增韧化以克服其高脆性、低韧性的应用屏障,为抗弹Al₂O₃陶瓷的更多应用提供可能。     

Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂制备及其催化氧化靛蓝废水研究

以三氧化二铝为载体,采用浸渍沉淀法制备系列Fe2O3/Ni2O3/Al2O3催化剂。采用TG-DTA,XRD及ESEM等技术对催化剂进行表征,确定催化剂的最佳焙烧温度为460℃。以次氯酸钠为氧化剂,同时考察m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)、m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)、m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)、pH对印染靛蓝废水处理的影响。结果表明:m(三氧化二镍)/m(三氧化二铝)=0.3,m(三氧化二铁)/m(三氧化二镍)=0.04,m(次氯酸钠)∶m(靛蓝废水)=1∶11,pH=7,反应温度为20℃,常压反应时间为2 h时,COD的去除率为95.3%。     

MnO2-CuO-TiO2共掺Al2O3陶瓷低温烧结和微波介电性能的研究

作为重要微波介质材料之一,Al₂O₃陶瓷介电性能优良,在微波电路方面得到广泛应用。但Al₂O₃陶瓷的烧结温度较高,制备工序需消耗大量能源。低成本降低烧结温度对Al₂O₃陶瓷的进一步发展具有重要意义。本论文通过MnO₂-CuO-TiO₂掺杂实现了Al₂O₃陶瓷的低温烧结,并对其烧结行为和微波介电性能进行了研究。结果表明,MnO₂、CuO、TiO₂的质量分数分别为0.7%、0.5%、0.8%时,复合掺杂可以大幅降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度,所获陶瓷具有良好的微波介电性能。在烧结温度为1 250℃时,Al₂O₃陶瓷的密度可达3.92 g/cm³,介电常数ε_r=10.02,品质因子与谐振频率的乘积Q×f值...     

使用溶胶-凝胶法烧结并添加MgO、TiO2、Y2O3制备的Al2O3-SiC质陶瓷复合材料

利用无压烧结技术制备Al2O3-SiC陶瓷复合材料,并在烧结过程中使用MgO、TiO2、Y2O3等材料作为添加剂。本文研究了添加剂对复合材料的致密度和硬度的影响。采用溶胶-凝胶法使用AlCl3、TEOS、蔗糖和作为前驱体分离出α-Al2O3和β-SiC纳米颗粒。在氮气环境下无压烧结的温度为1 600℃和1 630℃。添加5%(体积)SiC阻碍了Al2O3复合材料的密实化。相比之下,添加纳米MgO、TiO2后Al2O3-5%SiC(体积)复合材料的致密度提高,但Y2O3对复合材料的烧结后的硬度、致密度没影响。烧结温度为1 630℃时复合材料达到最大致密度(97%)。在1 630℃下烧结材料的维氏硬度为17.7GPa。扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料微观结构看到SiC颗粒均匀分布在晶粒边界。本文分别用X-射线衍射(XRD)、同步热分析仪(STA)和电子扫描显微镜(SEM)方法对材料的前驱体和合成物粉末进行了研究。     

TiO2加入量对光固化打印成型Al2O3陶瓷性能的影响

以光敏丙烯酸树脂与分散剂SP-710为液相,以d₅₀=2.38μm的Al₂O₃粉和添加剂TiO₂粉为固相,制备了固含量为78%（w）的Al₂O₃陶瓷浆料。采用数字光固化成型技术（DLP）打印Al₂O₃陶瓷素坯,经1 450、1 500、1 550、1 600℃保温4 h烧后,分析TiO₂加入量（质量分数分别为0、1%、2%、3%、5%）对Al₂O₃陶瓷试样性能的影响。结果表明：TiO₂的加入可促进Al₂O₃陶瓷的烧结,显著提高致密性,降低烧结温度,并确定TiO₂最优掺量为3%（w）,烧结温度最优为1 600℃,此时试样在x轴、y轴、z轴的收缩率分别为15.7%、15.8%与23.8%,显气孔率为2.41%,体积密度为3.74 g·cm^-3,...     

热压烧结Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷的高温力学性能研究

为提高Al2O3陶瓷的高温力学性能,采用热压烧结工艺(烧结温度1 800℃,烧结压力20 MPa,保温1 h)制备了Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),并研究了ZrB2含量对Al2O3基陶瓷高温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:1)在Al2O3基陶瓷中加入第二相ZrB2能有效改善材料的高温抗折强度和高温强度保持率,在1 000和1 200℃时,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温抗折强度,而加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温强度保持率。2)AZS陶瓷的抗热震性能优于纯Al2O3陶瓷。经100℃温差急冷后,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷具有最高的残余强度,比纯Al2O3陶瓷提高了17.2%;经300和500℃温差急冷后,加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷都具有最高的残余强度,比Al2O3陶瓷分别提高了35.3%和20.9%。     

不同Al2O3/SiO2比的MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备及性能研究

本文采用烧结法制备MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)微晶玻璃,研究不同Al₂O₃/SiO₂质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征,并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明：随着Al₂O₃/SiO₂质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_g增大、析晶峰值温度T_p减小,促使样品析出α-堇青石晶相;样品密度在2.52～2.60 g/cm³波动,介电常数ε_r由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^-6℃^-1降低到2.38×10^-6℃^-1,介电损耗tan...     

TiO2对二相Al2O3-SiO2胶体形成莫来石陶瓷的影响

二相Al2O3-SiO2胶体是由无机盐水溶液遵循胶化反应通过溶胶-凝胶法合成的。研究了TiO2添加剂对由二相胶体合成莫来石陶瓷的影响。对先驱体二相胶体粉末进行了化学分析,发现在添加剂存在的情况下莫来石晶体的形态变化显著。含3%添加剂的试样中有高于15%的莫来石形成。通过添加TiO2,最大程度地降低了显气孔率,并且提高了烧结致密体的体积密度。在TiO2添加剂最优化的情况下,烧结致密体的抗折强度和断裂韧性分别提高了26%和9%。     

V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3/MgAl2O4的腐蚀机理

研究了V2O5、NiO、Fe2O3和钒渣对Al2O3和MgAl2O4尖晶石的腐蚀。把Al2O3和MgAl2O4试样分别同上述氧化物一起从室温加热到1 400℃、1 450℃和1 500℃,加热速率为10℃.min-1。用XRD和SEM对每个系统的腐蚀机理进行了分析。结果显示,所研究的氧化物对Al2O3的影响弱于对MgAl2O4的影响。氧化铝被NiO侵蚀形成NiAl2O4尖晶石,MgAl2O4尖晶石被V2O5侵蚀形成MgV2O6。本文还观察到钒渣中的成分Fe2O3、Mg、Ni、V和Fe分散到了Al2O3结构中。另一方面,Fe2O3、Ca、S、Si、Na、Mg、V和Fe分散到了MgAl2O4结构中。最后,把得到的结果与FactSage软件的预测结果进行了对比。     

3YPSZ-Al2O3-Co3O4陶瓷力学性能的研究

为了提高3YPSZ陶瓷的强度和韧性,先研究了Al2O3的加入量对3YPSZ陶瓷力学性能的影响,结果表明,当Al2O3含量为25wt%时,3YPSZ陶瓷综合力学性能最佳,抗弯强度为582.4MPa,维氏硬度15.4GPa,断裂韧性为6.6MPa.m1/2。再将Al2O3的含量控制在25wt%,通过改变Co(NO3)2.6H2O添加剂的含量来研究3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料力学性能的变化,研究发现,当Co3O4的引入量为0.25wt%时,3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料综合力学性能最佳,抗弯强度为623.5MPa,维氏硬度为16.9GPa,断裂韧性为7.2MPa.m1/2。并利用XRD和SEM等表征方法分析了Co(NO3)2.6H2O添加剂对材料力学性能和显微组织结构的影响。     

Al2O3瓷料浆复合添加剂的优选

本文系统地分析了添加剂的作用效果,并通过实验获得了一种料浆流动性好、颗粒分布窄且均匀的复合型添加剂。结果表明,复合添加剂与传统单一添加剂相比,降低了含水率,因此,有希望在生产中提高料浆的喷雾干燥效率,降低能耗,节约成本。     

烧结制度对多孔Al2O3陶瓷载体性能影响的研究

本文用固态粒子烧结法制备多孔氧化铝陶瓷 ,研究了烧结制度对多孔陶瓷的空隙率、孔径、硬度及热变型等的影响 ,制得了具有较高孔隙率 (44 %～ 6 0 % )和一定孔径分布和强度的多孔氧化铝陶瓷     

Fe-Al金属间化合物/Al2O3陶瓷复合材料研究

文章介绍了一种新型的Fe-Al金属间化合物/氧化铝陶瓷复合材料.该材料的抗弯强度和断裂韧性随着Fe-Al金属间化合物含量的增加而提高,但硬度降低.     

基于成型用Al2O3陶瓷膏体浆料的配制与分析

本文选择陶瓷含量固定,以pH值、粘结剂、分散剂这三个因素做正交实验,通过粘度测试、粒度、密度分析和扫描电镜观察,对氧化铝陶瓷膏体浆料的配制进行研究,结果表明,注射成型用氧化铝陶瓷膏体浆料,固相粉末的粒度要小于10μm,粘度要不大于1Pa·s,混合要均匀,浆料里不能存在可见的气泡和固体添加剂.采用成分为氧化铝粉末50％,聚乙二醇1％,丙三醇4％,六偏磷酸钠0.175％,卡拉胶6％,去离子水38.825％的酸性浆料,能够获得良好的挤压成型性,且得到的生坯组织均匀.     

负载型纳米FeOZrO2/Al2O3催化剂的制备

主要研究制备以大孔A12O3,为基载体的负载型纳米FeOZrO2/Al2O3,复合载体.采用溶胶-凝胶法制备负载型纳米FeOZrO2/Al2O3,复合载体.利用比表面、透射电子显微镜(TEM)等对载体催化剂进行了表征.结果表明:负载型纳米FeOZrOJhl203复合载体的比表面积达到76.53 sq·m/g,FeOZrO2/Al2O3,中的FeO粒子约为40nm,较Fe0/Al2O3中FeO的粒子(100nm)小且分布均匀.     

Al2O3/YSZ离位复合及性能研究

采用水基料浆注模、凝胶离位复合法制备Al2 O3 /YSZ材料 ,工艺关键是高质量水基料浆的配制、注模和凝胶固化的物理—化学过程的控制。研究结果表明 ,Al2 O3 与YSZ几乎不固溶 ,Al2 O3 主要作为第二相存在于YSZ晶界 ,Al2 O3 可有效抑制YSZ晶粒长大 ,从而提高了YSZ的强度。     

两层结构Al2O3陶瓷平板膜制备及缺陷分析

利用喷涂法成功制备出支撑体层 + 分离膜层两层结构的氧化铝陶瓷平板膜,研究 了分散剂对氧化铝膜层浆料的影响。采用扫描电镜对不同烧结温度下制得的不同厚度膜层进行 观察,利用孔径分析仪对膜层孔径进行测试,并测试了纯水通量。研究表明：PAA-NH4比 PAA 有更优的分散效果,其合适的加入量为 0.5wt%;两层结构的陶瓷平板膜合理的烧结温度为 1250?C,合理的膜层厚度为 20 μm。     

Al_2O_3/TiO_2纳米抗菌剂的制备及性能

以TiC l4、A l2(SO4)3为原料,控制n(A l2O3)/n(TiO2)=0.2,采用液相共沉淀法制备了A l2O3/TiO2纳米抗菌剂,并用DSC-TG、XRD、UV-vis等手段研究了A l2O3复合对TiO2抗菌性能的影响。结果表明,复合A l2O3后,TiO2纳米抗菌剂经900℃煅烧后完全是锐钛矿结构;950~1 050℃为良好的混晶结构,其中,经950℃煅烧后,混晶结构中锐钛矿相质量分数约占77%,平均粒径约20 nm,可见光吸收带边红移显著,光吸收阈值由纯TiO2的380 nm红移至430 nm左右,抗菌性能好,在荧光灯下对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达15mm左右。     

Fe/Al2O3梯度涂层的制备与性能

采用喷涂法和溶胶-凝胶法相结合的工艺制备钢基Fe/Al2O3梯度涂层复合材料,并对其性能进行分析。结果表明：Fe/Al2O3梯度涂层与钢基体的界面结合强度较高,达21.2MPa;涂层与基体以及涂层与涂层之间没有明显的界面,实现了良好结合。涂层的表面硬度要比钢基体高4-5倍;Fe/Al2O3梯度涂层主要由α-Al2O3、AlFeO3、Al2Fe2O3和Al3Fe5O3物相组成。     

Al2O3-TiC复相陶瓷的研究进展

本文阐述了Al2O3-TiC复相陶瓷的制备工艺与应用前景。同时,采用气压烧结(GPS)与热等静压(HIP)后处理工艺制备了具有优良力学性能的Al2O3-TiC陶瓷材料。