锆钛酸铅PZT压电陶瓷的制备及其性能研究

以具有优良压电性能的二元系固溶体锆钛酸铅(PZT)材料为研究对象,以其制备工艺、结构和性能作为主要研究内容,通过高温固相烧结方法对PZT的合成规律进行了研究,使用XRD谱、Raman谱结构表征手段和XPS、热膨胀、介电测量等物性测试技术研究了它们的晶体结构、晶粒尺寸与性能的关系,以及合成条件对铁电材料的微观结构和性能的影响。     

直流电弧等离子体法合成金属和陶瓷纳米颗粒

介绍了直流电弧等离子体法制备纳米颗粒的原理和条件以及由此法制备的纳米颗粒的种类、结构和性能. 用直流电弧等离子体法能够合成金属、氧化物、氮化物、碳化物及氢化物等多类纳米颗粒. 合成的颗粒大小因合成条件和成份而变化，一般在10~200 nm. 这种方法的合成速度比传统的真空蒸发法快10倍以上，适合工业化生产.     

钙–硼共掺铌酸钾钠基无铅压电陶瓷的微波制备及性能

采用传统固相技术和微波技术合成铌酸钾钠基陶瓷(Na_(0.535)K_(0.48))Nb_(0.91)Sb_(0.09)O_3 (NKNS)粉体,用微波技术合成的粉体为原料,分别采用传统烧结和微波烧结制备(Na_(0.535)K_(0.48))Nb_(0.91)Sb_(0.09)O_3+x%CaO–B_2O_3 (NKNS–x CB)陶瓷样品,并研究了掺杂剂含量、两种烧结工艺对陶瓷相结构和性能的影响。结果表明:在相同温度下,微波技术合成NKNS陶瓷粉体所用的时间是传统固相技术所用时间的1/6。与传统烧结相比,微波烧结使NKNS–x CB陶瓷的烧结时间缩短3/4,且在相同的温度下微波烧结的样品具有较高的致密度和较好的电学性能。x=0.50的陶瓷样品在1 020℃微波烧结30 min具有优异的电学性能:d_(33)=225 pC/N,k_p=40.2%,ε_r=647。表明微波技术是一种很有应用前景的NKN基陶瓷制备技术。     

微波技术在压电陶瓷材料中的研究进展及应用前景

本文简要介绍了微波水热和微波烧结技术的作用机理和特点,综述了微波水热与微波烧结在制备压电陶瓷方面的研究进展。在合成压电陶瓷材料上的应用上对微波制备技术与传统工艺进行比较,表明微波制备技术是一种极具潜力的技术;最后对微波水热结合微波烧结技术在提高压电陶瓷性能方面的前景作了展望并提出微波制备工艺在未来发展中亟待解决的若干问题。     

物理气相沉积制备高熵氮化物涂层的进展

从体系和沉积方法入手，分析了强氮化金属元素体系、弱氮化金属元素体系及含非金属元素体系在结构上的特性和共性给高熵氮化物涂层性能带来的影响，阐述磁控溅射和电弧离子镀膜技术沉积涂层的表面形貌、微观结构及性能方面的差异性，并分别总结这些制备技术的优缺点。最后对高熵氮化物涂层体系在结构成分设计和沉积方法两方面未来的研究方向进行了展望。     

陶瓷材料微波烧结工艺与机理研究现状

微波烧结作为一种新型材料烧结技术,在陶瓷材料制备领域受到越来越多的关注.与传统烧结技术相比,微波烧结具有快速高效、节能环保以及改善材料微观结构,提高材料性能的优点.本文介绍了传统烧结和微波烧结的特点,对比了传统烧结和微波烧结陶瓷材料的烧结工艺和力学性能;列举了运用微波烧结法制备的典型结构陶瓷的烧结工艺及其力学性能;全面综述了陶瓷材料微波烧结机理;最后提出了微波烧结在未来发展中亟待解决的问题.     

SPS制备陶瓷及钛合金材料的新进展

介绍了放电等离子烧结(SPS)技术的烧结机制和特点,综述了采用SPS技术制备氧化物、碳化物、氮化物、硼化物和金属陶瓷以及高温和医用钛合金材料的研究进展。并指出了其存在问题主要是:成本高,产品尺寸单一,烧结温度不均匀,存在碳污染现象;同时,展望了其未来研究方向:拓宽SPS技术的应用领域,并解决现有SPS设备及模具存在的问题。     

不同方法合成掺杂ZnO粉体制备ZnO压敏电阻

分别采用低温固相化学法和共沉淀法合成掺杂ZnO粉体,并用这两种粉体在不同温度下烧结制备了ZnO压敏电阻。借助XRD、SEM、TEM、BET等检测手段对粉体产物的性能进行了表征,采用XRD、SEM等手段对ZnO压敏陶瓷的物相、结构进行了分析,并对两种方法制备的粉体及压敏电阻的性能进行了比较研究。结果表明:采用低温固相化学法合成的粉体平均粒径为23.95 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 080℃,其电位梯度为791.64 V/mm,非线性系数是24.36;采用共沉淀法合成的粉体平均粒径为188 nm,用其制备ZnO压敏电阻的最佳烧结温度是1 130℃,其电位梯度为330.99 V/mm、非线性系数是19.70,低温固相化学法制备的ZnO压敏电阻性能优于共沉淀法制备的ZnO压敏电阻。     

Li1.2V3O8的固相烧结法及电化学性能的研究

以LiOH·H2O和NH4VO3的混合物为前驱物,采用固相烧结的方法合成Li1.2V3O8样品.在150℃、230℃、310℃和420℃烧结制备出理论组成为Li1.2V3O8的样品.通过充放电循环实验、XRD衍射实验、差热实验等研究了样品的电化学性能与合成方法的关系.实验结果表明,310℃烧结制备的样品具有典型的Li1 xV3O8结构..在充放电实验中,310℃烧结制备样品第1循环的放电容量为195 mAh/g,第30循环的放电容量为165mAh/g.表现出较好的电化学性能.     

冷烧结技术制备陶瓷材料综述

冷烧结技术在降低陶瓷材料烧结温度、优化组织结构、提高物理化学性能方面拥有巨大的优势和广阔的发展前景,但冷烧结技术仍处于发展的早期阶段.综述了冷烧结技术的致密化机理,详细介绍了冷烧结技术在各种陶瓷材料制备中的应用及发展情况,最后分析了冷烧结技术当前所面临的问题并提出了展望.     

MgO和ZrO2添加剂对镁铬合成耐火材料性能的影响

由脆性铬矿和不同活性氧化镁,加入ZrO2添加剂,制备镁铬骨料。采用烧结氧化镁、苛性氧化镁及铬矿制备两类配料,用于制备镁铬合成材料。由烧结氧化镁和脆性铬矿(SMC)组成的配料,在振动磨内磨8h,而苛性氧化镁直接加入到振动磨磨过的铬矿中,在流化床混料器内混合。在配料内加入1～5%ZrO2。在1700℃及1750℃保温2h。用致密度、高温抗折强度及微观结构评价骨料性质。氧化镁的活性对试样最终性能起重要作用。引入活性较小的烧结氧化镁改善了骨料的所有性能。对镁铬合成材料而言,ZrO2是一个好的烧结助剂。     

高温真空电炉

在工作温度1600℃以上的真空电炉中烧结、热加工和合成以下高温化合物:氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、金属陶瓷和以其为原料的复合物。表1中列出一些烧结、热加工和合成制度。 真空加热的优点有:     

微波共沉淀法制备锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2

采用微波共沉淀法合成了制备LiNi0.8Co0.2O2的前驱体球形α-Ni0.8Co0.2(OH)2,将其与LiOH·H2O混合,在氧气氛围下,用不同的烧结温度分别烧结10小时获得LiNi0.8Co0.2O2正极材料。用XRD、SEM对所制备的正极材料进行结构和形貌分析,用恒流充放电测试材料的电化学性能。结果表明,烧结温度对材料结构和电化学性能影响较大,所合成材料均具有α-NaFeO2的层状结构,烧结温度越高材料结晶越完善。900℃烧结的LiNi0.8Co0.2O2材料初级颗粒结晶最完善而且其二次团聚粒子的平均粒径最小,其表现出的电化学性能也最好,首次放电容量为189.1mA·h·g-1,首次循环放电效率达到92.5%。30循环后放电容量保持在148 mA·h·g-1,显示出较好的循环稳定性。     

还原合成技术在无机材料合成中的应用及进展

碳热还原、镁热还原、铝热还原合成技术广泛应用于无机材料的合成中,应用它们可以制备碳化物、硼化物、氮化物、金属单质及复合材料等多种新型材料。自蔓延高温还原合成技术(SHS Reduction)是一种工艺简单、节能、高效的制备高技术材料的先进方法,主要有镁热还原SHS技术和铝热还原SHS技术。本文阐述了传统还原合成工艺及自蔓延高温还原合成技术在无机材料合成中的应用及进展。     

燃烧合成AlN粉体的放电等离子烧结及其导热性能

利用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)工艺研究了燃烧合成法制备的2种具有不同形貌的AlN粉以及1种碳热还原氮化法制备的市售亚微米级AlN粉的烧结性能、致密化机理以及导热性能。结果表明:燃烧合成法制备的AlN纳米晶须状粉末具有与亚微米级标准市售AlN粉末同样优异的烧结性能,都能够在无烧结助剂情况下在1600℃的较低温度下烧结致密。在烧结过程中,由于燃烧合成AlN粉自身的高化学活性和SPS产生的等离子体活化作用,使得AlN粉以自身的分解-再结晶-凝聚机制进行致密化,导致晶界强度很高,断裂时以穿晶断裂为主;而在市售AlN粉末烧结过程中以表面扩散机制致密化,在晶界处形成了AlON相,降低了晶界强度,因此以沿晶断裂为主。AlN原料的氧含量对热导率的影响很大。由于燃烧合成AlN粉体的氧含量较碳热还原法制备的市售AlN粉体略高,导致其烧结试样热导率略低。     

氮化硅陶瓷材料微波烧结研究现状

氮化硅是一种具有优良性能的陶瓷材料,是一种理想的高温结构材料和高速切削刀具材料,近年来随着微波技术的发展,氮化硅的微波烧结越来越受关注。本文简述了氮化硅陶瓷材料传统烧结与微波烧结的研究现状;比较分析了各种烧结技术制备的氮化硅陶瓷的微观结构和力学性能,得出了微波烧结氮化硅陶瓷的优越性;最后提出氮化硅陶瓷微波烧结在未来研究中还需解决的问题。     

Sm2O3掺杂对纳米莫来石前驱粉体微观结构和烧结性能的影响

为了改善纳米莫来石粉体烧结性能,以硫酸铝和硅酸钠为主要合成原料,添加不同含量Sm2O3,采用共沉淀工艺制备莫来石前驱粉体,经过煅烧得到莫来石纳米粉体,研究了Sm2O3掺杂量对莫来石粉体微观结构和烧结性能的影响.研究表明:当Sm2O3的加入量为4wt%时,合成温度可由传统的1300 ℃左右降低至1000 ℃,晶粒尺寸约为39 nm,比表面积达到95.265 m2/g.说明适当掺杂Sm3+对于合成纳米莫来石具有改善微观结构,促进烧结,促进莫来石晶相形成的作用.     

碳化硼材料的制备技术

本文综述了国内外碳化硼粉末和碳化硼陶瓷制备技术的研究现状与进展情况,重点介绍了碳管炉、电弧炉碳热还原法、自蔓延高温合成法、激光诱导化学气相沉积法、溶胶凝胶碳热还原法合成碳化硼粉末以及热压、热等静压、无压烧结、放电等离子烧结和反应烧结制备碳化硼陶瓷的研究进展。     

金属表面等离子喷涂玄武岩涂层的腐蚀性能研究

采用玄武岩废料经烧结水淬和未烧结两种不同方法制备喷涂材料,并利用等离子喷涂技术,在45#钢基体表面制备了涂层.利用XRD观察了涂层的组成,采用扫描电镜(SEM)观察涂层的结构特征,采用全浸泡腐蚀实验、电化学测试方法评价了涂层的耐蚀性能.结果表明,涂层以非晶态为主,生成少量晶体,烧结涂层的玻璃化程度增加.玄武岩涂层可以提高金属的耐腐蚀性能,耐碱腐蚀性优于耐酸腐蚀性,采用烧结粉体制备的涂层,涂层组织结构和性能都有了一定的改善,涂层致密度提高,涂层耐蚀性大大提高.     

高纯镁砂及氧化镁陶瓷研究进展

高纯镁砂是重要的耐高温材料,氧化镁陶瓷则广泛应用于透光材料领域,对两种材料的生产工艺开展研究具有重要理论和实际意义。本文系统地综述了利用菱镁矿、卤水生产高纯氧化镁及镁砂的各种技术,以及氧化镁陶瓷的烧结方法和烧结助剂对烧结过程的影响;介绍了菱镁矿制备高纯镁砂,卤水沉淀法、卤水直接热解法制备高纯氧化镁,以及电熔法制备高纯镁砂等技术。指出了每种生产技术的优缺点及今后的研究与发展方向。介绍了常压烧结、热压烧结、热等静压烧结、放电等离子烧结、微波烧结和真空烧结等氧化镁陶瓷烧结技术及其进展,总结了烧结助剂对烧结过程的影响及其机理,指出氧化镁陶瓷未来的研究关键主要在于对粉体合成技术、致密化烧结技术及烧结助剂的研究。