Al2O3陶瓷制备及性能分析

以纯Al2O3粉、Mg(NO3)2·6H2O、Y(NO3)3·6H2O为原料,于1500℃、1600℃和1700℃常压制备了高纯Al2O3陶瓷,研究了烧结温度和烧结助剂的含量对Al2 O3陶瓷密度、硬度及微观结构的影响.结果表明,添加剂的作用受烧结温度的影响较大,进而影响了烧结体的硬度.     

中温固体氧化物燃料电池SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料制备研究

采用溶胶凝胶和等离子喷涂的方法,制备了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料.通过TG、IR和XRD分析了La0.8Sr0.2MnO3凝胶烧结过程;采用SEM、四探针法和氧化增重法分别研究了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料的形貌、电子导电能力和高温抗氧蚀能力.经比较研究发现,溶胶凝胶和等离子喷涂都可以制备出高性能的SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料,陶瓷涂层致密度分别达到了94.6%和97%;且腐蚀速率由SUS430材料的104.93μg2·cm-4·h-1分别降低到26.91μg2·cm-4·h-1和20.39μg2·cm-4·h-1,在800C下它们的电导率分别为11.17s·cm-1和12.66s·cm-1.     

纳米ZrO2(4Y)两次成型常压烧结致密特性及其电导率

用纳米ZrO2(4Y)粉为原料,研究了单轴压片素坯成型特征.通过两次施压成型,降低了烧结致密温度,在1300℃常压烧结2小时,陶瓷体致密度达99.1%,烧结体晶粒长大减缓.片状烧结体1000℃和800℃时的电导率分别为4.23×10-2Ω-1cm-1和1.19×10-2Ω-1cm-1.     

氧化物合成碳硅化铝耐火材料的烧结机理

以天然焦宝石熟料、工业铝粉和活性炭粉为原料高温合成碳硅化铝耐火材料.研究1600℃、1700℃和1800℃不同烧结温度对碳硅化铝耐火材料的影响,对材料进行了物相组成、显微结构和烧结性能的测试,进而探讨氧化物合成碳硅化铝耐火材料的烧结机理和动力学过程.结果表明:原料在氩气气氛下经过1400℃保温10h处理,然后在1800℃烧结后得到了物相组成为Al4SiC4,Al4O4C和C的耐火材料.其常温耐压强度为35～36MPa,体积密度为2.6～2.7g·cm-3,显气孔率在18～19％之间.所制备的材料中,Al4SiC4晶粒呈片状和板状,尺寸约为10μm,厚度2μm左右,分布均匀;Al4O4C分布在Al4SiC4品粒的边缘和缝隙中,尺寸约2～3μm.     

微波辅助化学气相渗透法快速制备C／C复合材料

以炭毡为预制体,甲烷为炭源前驱体,沉积温度为1000℃～1150℃的工艺条件下,从温度梯度,密度梯度和沉积动力学方面,研究了制备炭/炭复合材料的微波热解CVI工艺特点,分析了微波热解CVI工艺的沉积机理.结果表明:采用微波热解CVI工艺可制备出体积密度为1.84g·cm-3的炭/炭复合材料,平均致密化速率达0.063g·cm-3·h-1.温度梯度的存在,使预制体实现了从内至外逐步沉积;微波的引入,增加了纤维表面的有效活性点,提高了表面反应速率;微波对化学反应具有一定的催化作用.     

烧结温度对20%ZrO_2(3Y)/Al_2O_3复相陶瓷力学性能和微观结构的影响

20%纳米ZrO2(3Y)粉末加入到高纯亚微米Al2O3粉中,采用高压干压成型方法和恒速升温多阶段短保温烧结方法制备出不同烧结温度下的复相陶瓷。研究烧结温度对复相陶瓷力学性能的影响,通过XRD,EDS和SEM对复相陶瓷进行元素组成和微观结构分析。结果表明:烧结温度在很大程度上影响着复相陶瓷的力学性能和微观结构,常压烧结1600℃保温8h时,相对密度、维氏硬度和断裂韧性达到最大,分别为98.6%,18.54GPa和9.3MPa·m1/2,而基体晶粒尺寸为1.4~8.1μm,ZrO2相变量为34.6%。1600℃下复相陶瓷具有优质的微观结构,断裂方式为沿晶-穿晶混合断裂模式。ZrO2(3Y)粉体的加入,从相变增韧、内晶型颗粒增韧和裂纹偏转等多个方面提高了复相陶瓷的断裂韧性。     

两步烧结法合成钇铝石榴石透明陶瓷

用共沉淀法制备的平均粒径为50nm的钇铝石榴石纳米粉体为原料, 以0.5wt%的正硅酸已脂为烧结助剂, 采用两步烧结的工艺路线制备了YAG透明陶瓷. 将成型后的素坯在真空炉内首先加热到一个较高的温度(1700～1800℃), 再快速降温至较低温度(1500～1600℃), 并在此较低温度下保温10h. 通过抑制晶界迁移, 促进晶界扩散, 在较低的保温温度下制备了YAG透明陶瓷. 当两步烧结温度分别为1800℃和1550℃时, YAG透明陶瓷在可见光下的透过率为72%, 晶粒尺寸为6μm.     

中温制备高性能莫来石质陶瓷膜支撑体

以电熔莫来石为主要原料,粉煤灰为烧结助剂,采用干压成型技术制备莫来石质陶瓷膜支撑体.系统研究了烧成温度对试样物相组成、显微结构及耐酸碱性能的影响.结果表明,当莫来石质量分数为85%、粉煤灰质量分数为15%,在1 350℃下烧结制得的支撑体整体性能最佳,孔隙率为37.15%,平均孔径为2.31μm,抗弯强度为59.85 MPa,纯水渗透率为14.5 m~3/(m~2·h·MPa).该陶瓷膜支撑体分别在15%的HCl溶液和NaOH溶液中腐蚀40 h后抗弯强度衰减为55.65和47.72 MPa,具有良好的耐化学腐蚀性能.     

无压烧结制备高致密度AlN-BN复合陶瓷

以低温燃烧合成前驱物制备的比表面积为17.4m²/g的AlN粉末和市售BN粉末为原料, 利用无压烧结工艺制备AlN-15BN复合陶瓷, 研究了复合陶瓷的烧结行为以及制备材料的性能, 结果表明: 由于AlN粉末的烧结活性好, 复合材料的烧结致密化温度主要集中在1500～1650℃之间, 在1650℃烧结后, AlN-15BN复合陶瓷的相对密度可达95.6%. 继续升高烧结温度, 材料的致密度变化不大, 热导率继续增加. 在1850℃烧结3h后, 可以制备出相对密度为96.1%, 热导率为132.6W·m^-1·K^-1, 硬度为HRA64.2的AlN-15BN复合陶瓷. 提出了高比表面积的AlN粉末促进复合陶瓷烧结的机理, 利用XRD, SEM等手段对烧结体进行了表征.     

挤压410L不锈钢金属蜂窝的烧结和组织结构研究

本文采用粉体挤压-烧结工艺制备410L不锈钢金属蜂窝,研究不同的烧结温度和时间条件下烧结蜂窝的收缩率、表观密度和组织结构特征.研究表明,随烧结温度的升高,蜂窝的收缩率和表观密度增大,径向收缩率的变化范围为17%～22%,纵向收缩率的变化范围为11%～19%,表观密度的范围为1.7～2.3g/cm3.随烧结时间的延长,蜂窝的收缩率和表观密度也随之增大,径向收缩率的变化范围为20%～23%,纵向收缩率的变化范围为13%～18%,表观密度的范围为1.8～2.3g/cm3.烧结组织为Fe-Cr固溶体(α-Fe)及第二相颗粒(Fe,Cr)3C和(Fe,Cr)3Si,烧结温度为1235℃、时间为25min最佳.