反应合成Ti_3Al/TiC+Al_2O_3复合材料烧结过程热力学分析

将高能球磨后的Ti-Al粉末和TiC,Al2O3粉末混合进行热压烧结,在烧结的过程中反应生成金属间化合物为增强相的复合材料。通过对粉料的X射线衍射分析、热分析(DSC)和烧结体的成分分析表明,最终的金属间化合物只有Ti3Al而没有其它金属间化合物相。通过热力学计算,分析了反应烧结过程并发现在低温由固相间原子扩散控制生成TiAl3,TiAl,Ti3Al的渐进过程,和在高温下金属间化合物的合成机理,而且增强相和基体界面间处于稳定状态。     

原位自生TiAl3增强Al基复合材料的组织结构及形成机理研究

采用冷喷涂技术沉积Ti-80Al（wt.%）复合涂层,通过热处理获得了原位自生TiAl3金属间化合物颗粒增强Al基复合材料涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷喷涂Ti/Al复合涂层在不同热处理温度下的组织结构演变规律及Ti、Al粒子间原位扩散反应过程,并对TiAl3金属间化合物的形成机理进行了探讨。结果表明,冷喷涂Ti/Al复合涂层组织致密,其相结构与喷涂粉末完全相同,450℃热处理后涂层局部区域发生Ti、Al间的固态扩散反应,并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金属间化合物,随着热处理温度升高,TiAl3金属间化合物的含量显著增加,600℃热处理后,Ti/Al复合涂层中的Ti粒子全部转变为TiAl3金属间化合物,获得原位自生TiAl3颗粒增强的Al基复合材料.     

高纯度Al3Ti粉末的制备及细化

以Ti、Al粉末为原料,对比研究了利用直接烧结法与球磨和烧结结合法制备较纯Al3Ti粉末的Ti、Al摩尔比和温度,并探讨了将该金属间化合物细化至纳米级粉末的可能性.结果表明,球磨和烧结结合法可降低Al3Ti的形成温度,得到更加细小的微米级别的Al3Ti粉末.球磨过程虽未直接形成AlsTi相,但粉料的细化和良好的结合、形核相的急剧细化、大量新鲜表面的存在、组元活性的增强等促使了反应温度和颗粒大小的降低.球磨烧结时Ti、Al的摩尔比为理论摩尔比1.0:3.0,大大小于直接烧结法所需的摩尔比1.0:2.5,且可避免直接烧结反应形成Al3Ti颗粒时内部有可能存在的"Ti核".利用机械球磨对Al3Ti相的细化表明,可利用常用的设备,在适当的气氛保护下就可制备得到纳米级的金属间化合物.     

热压烧结工艺制备Fe3Al金属间化合物块材的显微结构和力学性能研究

采用机械合金化结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al金属间化合物块材.研究机械合金化和热处理工艺对所制备Fe3Al金属间化合物粉末的物相组成和显微结构的影响.并对Fe3Al金属间化合物块材的物相组成、显微结构和力学性能进行研究.采用机械合金化工艺球磨60h制备Fe-Al金属间化合物粉末;Fe-Al合金粉末经800、1000℃热处理工艺转变成Fe3Al金属间化合物粉末.研究表明,随着球磨时间的增加,Fe-Al金属间化合物粉末的颗粒尺寸逐渐减小.球磨60h得到的Fe-Al金属间化合物粉末的平均粒度为4～5 μm.经800、1000℃热处理得到的Fe3Al金属间化合物粉末的平均粒度为4～5 μm;热压烧结块材为Fe3Al金属间化合物相;热压烧结制备的Fe3Al金属间化合物块材的显微结构均匀致密;热压烧结工艺制备的Fe3Al金属间化合物块材的相对密度较高且具有较高力学性能.     

掺杂Nb2O5对自生Al2O3强化TiAl复合材料结构的影响

采用原位反应热压法制备了自生Al2O3增强TiAl间金属化合物复合材料，通过第三元素（氧化铌）掺杂的形式，对其进行强化研究。采用DTA结合XRD分析对其反应过程进行了探讨。SEM，XRD及其它测试分析显示，引入氧化铌使铝热反应生成了更高的热能，材料能够在较低的温度下烧结。同时，Nb2O5的掺入对基体相生成比例（TiAl：Ti3Al）有一定的调控作用，也使材料中的自生氧化铝成分增强，对材料结构及性能产生了较大影响。     

Ti、Al混合粉在放电等离子烧结过程中的相变

将Ti、Al混合粉以100℃/min的升温速率在400～980℃采用放电等离子方式进行烧结.通过XRD以及EPMA分析了烧结试样中的相和组织形貌,研究了Ti、Al混合粉在放电等离子烧结过程中的相变规律.结果表明,Ti、Al混合粉烧结中发生的相变符合Ti、Al粉体扩散反应的一般规律,即反应是由Al向Ti的扩散主导的.烧结过程可分为4个阶段:颗粒软化阶段、Al3Ti形成阶段、中间相生成阶段、最终产物生成及致密化阶段.在低于Al的熔点温度烧结时生成Al3Ti;AI消耗完之后,Al3Ti中的Al继续向Ti颗粒扩散,导致Al3Ti减少,并在界面上生成Ti2Al5、Al2Ti、TiAl及Ti3Al.在生成Al3Ti阶段,Al的熔化加快了反应速率.同时,适当施压可抑制Al的反致密化效果,得到致密度为98%的块体.     

原位Al_3Ti/Al复合材料的冷喷涂制备及组织性能北大核心CSCD

以Al80/Ti20(mass%)混合粉末为原料,采用冷喷涂法在低碳钢上沉积致密的Al/Ti基复合材料,对其在不同温度下(400、450、500、550和600℃)进行热处理,获得原位Al_3Ti金属间化合物颗粒增强Al基复合材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪及磨损试验机研究了冷喷涂Al/Ti复合材料热处理前后的微观组织形貌、相结构、硬度及磨粒磨损性能的变化规律。结果表明:冷喷涂Al/Ti复合材料的相结构与喷涂粉末相同,涂层组织致密、颗粒间为机械结合;Al/Ti复合材料在450℃热处理后其局部区域开始通过扩散反应原位形成Al_3Ti金属间化合物,而在600℃热处理后初始Ti颗粒已全部转变为Al_3Ti金属间化合物颗粒,同时,涂层内部颗粒界面间结合显著改善,从而获得原位Al_3Ti/Al复合材料。随着热处理温度升高,原位Al_3Ti/Al复合材料硬度先下降后升高,而其磨粒磨损性能则在550℃热处理后显著增加。     

Ti-Al-CuO体系热压反应合成TiAl基复合材料

以Ti粉和Al粉为原料,并添加不同含量CuO粉体进行掺杂,经真空热压烧结制得了TiAl基复合材料。结合热分析,X射线衍射分析及扫描电镜分析对该体系的反应合成过程及CuO添加量对产物微结构的影响进行研究。结果表明:Al熔化后分别对Ti、CuO颗粒润湿并发生反应,热压反应温度在800℃时,生成了Al3Ti中间产物。热压烧结温度达到1000℃时,合成了由TiAl,Al2O3,Al6.1Cu1.2Ti2.7三种物相组成的复合材料。其基体主要由TiAl和Al6.1Cu1.2Ti2.7两相组成,增强相Al2O3为Al-CuO置换反应生成,且其颗粒细小,主要分布在基体相周围。Al6.1Cu1.2Ti2.7、Al2O3相含量随原料中CuO添加量不同而呈规律性变化。     

原位反应合成TiN/Al2O3复合陶瓷

研究了Ti,Al和TiO2混合粉体经无特殊气氛保护的高能球磨和真空热压烧结工艺原位合成了TiN/Al2O3复合材料,该材料的抗弯强度达到850 MPa,断裂韧性为5.5 MPa.m1/2.利用DTA,XRD及SEM等手段的分析测试结果,结合热力学计算,研究了该粉体的高能球磨过程和球磨粉体在后续热处理中的物相形成及转化规律.结果表明:在球磨过程中粉料吸附并溶解了空气中的N2和O2气,在后续热压烧结处理中首先原位反应形成了Ti2AIN,Al2O3以及TiAl,Ti3Al,TiAl3等金属间化合物相.随温度的升高Ti2AIN逐渐分解形成TiN相,当热压温度升高到1300℃时,其它物相基本消失,从而形成了FiN/Al2O3复合材料.     

热压烧结制备钛基合金TiAl+Ti及其显微结构

在1473 K,30 MPa,1.5 h的热压条件下直接烧结TiAl金属间化合物和Ti混合粉末,制备了钛基合金(TiAl+Ti)样品,采用XRD、SEM研究了2种不同成分配比对烧结产物相组成及显微结构的影响。结果表明,不同成分配比热压烧结体的显微组织分布相差较大,但相组成基本相同;对于TiAl和Ti体积比7:3的钛基合金样品,Ti粉末中Fe元素易于固溶到Ti_2Al和Ti_3Al中,析出相主要由TiAl、Ti_2Al(Fe)、Ti_3Al(Fe)和富Ti相组成;该比例的混合粉末在热压烧结过程中发生了不同程度的扩散反应,最终形成了组织渐变的Ti/Ti_3Al(Fe)//Ti_2Al(Fe)/TiAl显微结构。     

La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4与La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4的制备及其性能研究

采用化学共沉淀法合成制备了Ag掺杂摩尔百分比为0.4的La2/3Ca1/3MnO3∶Ag0.4 (LCMO∶Ag0.4)、La2/3Ba1/3MnO3∶Ag0.4(LBMO∶Ag0.4)多晶复合材料,通过XRD和R-T分别对两种材料的结构和性能进行测试分析.实验结果表明:所得样品均为正交晶系钙钛矿结构;LCMO∶Ag0.4的金属-绝缘转变温度(Tp=280.2 K)比LBMO∶Ag0.4要高(Tp=256.8 K);LCMO:Ag0.4样品的电阻值比LBMO∶Ag0.4要小两个数量级;LCMO∶Ag0.4的TCR最大值为28％,要远远高于LBMO∶Ag0.4的TCR最大值(0.5％).     

Thermodynamic analysis of the CsNO3-KNO3-NaNo3 system

The thermodynamic properties of the CsNO₃-KNO₃-NaNO₃ system have been derived from an optimization procedure using experimental and published information concerning phase diagram and thermodynamic data for the constituent binary systems and ternary liquid phase. The results are in very close agreement with the experimental data.     

Thermodynamic properties and phase diagrams of the binary systems B2O3–Ga2O3, B2O3–Al2O3 and B2O3–In2O3

We calculated the binary phase diagrams B₂O₃–Ga₂O₃, B₂O₃–In₂O₃ and B₂O₃–Al₂O₃, and the Gibbs energy of formation of the binary compounds, using experimental liquidus data. The B₂O₃–Ga₂O₃ system is of industrial importance, because liquid B₂O₃, in which Ga₂O₃ is not very soluble, is used to protect GaAs during growth of single crystals of GaAs. During recovery of noble metals B₂O₃ is added to slags containing Al₂O₃ to lower the melting point and the viscosity. The B₂O₃–In₂O₃ system is of much less importance to industry. In all three systems we have a liquid miscibility gap, and also solid binary compounds, none of which melt congruently. The miscibility gaps are not surprising, because even in the B₂O₃–Bi₂O₃ system where four congruently melting compounds are present, a liquid miscibility gap exists close to B₂O₃.     

Y2O3-BaO-SiO2-B2O3-Al2O3 glass sealant for solid oxide fuel cells

A glass based on Y₂O₃-BaO-SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃ (named YBA) has been investigated as sealant for planar solid oxide fuel cells (SOFCs). The YBA glass has been systematically characterized by differential thermal analysis, dilatometer, scanning electron microscopy, impedance analysis, and open circuit voltage to examine their suitability as sealant. The coefficient of thermal expansion of YBA is 11.64 × 10⁻⁶ K⁻¹ between 323 and 873 K. The resistivity is 9.1 × 10⁴ Ω cm at 800 °C. The glass sealant is found to be well adhered with other cell components, such as electrolytes and stainless steels, at an optimum sealing temperature of 800 °C. All measured results showed that the YBA glass appears to be a promising sealant for SOFCs.     

Zur Kenntnis von RbBa3Ca4Cu3V7O28

Single crystals of RbBa₃Ca₄Cu₃V₇O₂₈ were prepared above the melting point of the reaction mixture. It crystallizes with hexagonal symmetry, space group C_6V⁴-P6₃mc, a 11.1751, c 12.434 Å, Z = 2. RbBa₃Ca₄Cu₃V₇O₂₈ is the second member of a new structure type of the copper-oxovanadates. Ba²⁺ shows an unusual 12-fold coordination. The two calcium positions are coordinated by trigonal prisms and octahedra respectively. The copper coordination is characterized by a stretched square pyramid. The Cu²⁺ ions are outside the centre nearly in plane of the pyramids.

Zusammenfassung

Einkristalle von RbBa₃Ca₄Cu₃V₇O₂₈ wurden oberhalb des Schmelzpunktes der Reaktionsmischung erhalten. Die Verbindung kristallisiert hexagonal, Raumgruppe C_6V⁴-P6₃mc, a 11.1751, c 12.434 Å, Z = 2. RbBa₃Ca₄Cu₃V₇O₂₈ ist das zweite Beispiel für einen neuen Strukturtyp der Kupfer-Oxovanadate, mit 12-fach koordinierten Ba²⁺ -Ionen. Die zwei Calciumpositionen sind trigonal prismatisch bzw. oktaedrisch koordiniert. Die Koordination der Cu²⁺-Ionen ist durch eine gestreckte Pyramide charakterisiert. Cu²⁺ ist auβerhalb des Polyederzentrums nahezu in der quadratischen Fläche der Pyramide angeordnet.     

Al2O3-Sm2O3-CeO2电解质的性能（英文）

采用溶胶-凝胶法和低温燃烧技术制备Ce1-xSmxO2（x=0,0.1,0.2,0.3）和掺杂Sm和（2%-8%）Al2O3的二氧化铈;研究其合成、结构、致密化、导电性和热膨胀等性能,并利用XRD研究其结构和相组成。结果表明,于1300°C烧结球团,获得致密的陶瓷,于1250°C在Ce0.8Sm0.2O0.2中加入2%和4%的Al2O3以促进烧结。利用扫描电子显微镜观察烧结后球团的表面形貌,使用双探针交流阻抗谱研究总离子电导率。     

Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂石榴石型Yb_3Al_5O_(12)材料的制备及热物理性能

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了Gd~(3+)/Ga~(3+)双掺杂的石榴石型Yb_(3-x)Gd_xAl_(5-x)Ga_xO_(12)固溶体陶瓷材料(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;YGAGO)。结果表明:Gd~(3+)/Ga~(3+)共掺杂的YGAGO保持了石榴石相结构;随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,固溶体样品的衍射峰位整体向低角度偏移;SEM形貌表明Yb_3Al_5O_(12)材料的微观形貌由纳米级晶粒和高密度晶界构成;大离子Gd~(3+)与Ga~(3+)分别对Yb_3Al_5O_(12)晶体结构中Yb~(3+)与Al~(3+)晶格位的取代,不仅因引入的点缺陷明显降低了材料的热导率,同时还造成石榴石型Yb_3Al_5O_(12)晶体结构的松弛,利于热膨胀系数的提高。随着Gd~(3+)/Ga~(3+)掺杂量的增加,晶体中点缺陷浓度不断升高,声子平均自由程不断减小,使得YGAGO的热导率在x=0.5时达到最低值(λ=1.67W/(m·K),T=1273 K),热膨胀系数达到最高值(α_1=11.71×10~(-6)K~(-1),T=1273 K)。     

Mechanochemical synthesis of Al2O3-TiB2 nanocomposite powder from Al-TiO2-H3BO3 mixture

Alumina-titanium diboride nanocomposite (Al₂O₃-TiB₂) was produced using mixtures of titanium dioxide, acid boric and pure aluminum as raw materials via mechanochemical process. The phase transformation and structural characterization during mechanochemical process were utilized by X-ray diffractometry (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and thermogravimetric analyses (TG-DTA) techniques. A thermodynamic appraisal showed that the reaction between TiO₂, B₂O₃ and Al is highly exothermic and should be self-sustaining. XRD analyses exhibited that the Al₂O₃-TiB₂ nanocomposite was formed after 1.5 h milling time. The results indicate that increasing milling time up to 40 h had no significant effect other than refining the crystallite size.     

Phase transition and piezoelectric properties of K0.48Na0.52NbO3-LiTa0.5Nb0.5O3-NaNbO3 lead-free ceramics

Plate-like NaNbO₃ (NN) particles were used as the raw material to fabricate (1 − x)[0.93 K_0.48Na_0.52Nb O₃-0.07Li(Ta_0.5Nb_0.5)O₃]-xNaNbO₃ lead-free piezoelectric ceramics using a conventional ceramic process. The effects of NN on the crystal structure and piezoelectric properties of the ceramics were investigated. The results of X-ray diffraction suggest that the perovskite phase coexists with the K₃Li₂Nb₅O₁₅ phase, and the tilting of the oxygen octahedron is probably responsible for the evolution of the tungsten-bronze-typed K₃Li₂Nb₅O₁₅ phase. The Curie temperature (T_C) is shifted to lower temperature with increasing NN content. (1 − x)[0.93 K_0.48Na_0.52NbO₃-0.07Li(Ta_0.5Nb_0.5)O₃]-xNaNbO₃ ceramics show obvious dielectric relaxor characteristics for x > 0.03, and the relaxor behavior of ceramics is strengthened by increasing NN content. Both the electromechanical coupling factor (k_p) and the piezoelectric constant (d₃₃) decrease with increasing amounts of NN. 0.01-0.03 mol of plate-like NaNbO₃ in 0.93 K_0.48Na_0.52NbO₃-0.07Li(Ta_0.5Nb_0.5)O₃ gives the optimum content for preparing textured ceramics by the RTGG method.     

Eu^3＋掺杂ZnO-MgO-La2O3-B2O3基发光光纤的弹脆塑性

采用高温固相反应法制备了Eu^3＋掺杂ZnO-MgO-La203-B203基质的光致发光光纤，通过轴向拉伸试验测量了该光纤的应力-应变曲线。应用弹脆塑性理论研究了屈服面的变化和应力-应变的本构关系，计算了拉伸弹性模量、拉伸强度、拉伸最大负荷、拉伸强度的应变、断裂伸长率和材料的脆性指数。结果表明，该光纤弹性模量高于普通玻璃和大理石，接近于硬铝合金和轧制铝，其拉伸强度和所能承载的负荷都较大。