煅烧温度对聚合物模板法制备SiC-Al_2O_3多孔陶瓷性能的影响

为探究SiC-Al_2O_3多孔陶瓷的最佳煅烧温度,按配比(w):SiC粉66%,白刚玉粉22%,高岭土9.5%,V_2O_52%,羧甲基纤维素钠0.5%,外加磷酸三丁酯1%、聚丙烯酸钠1%和适量水制备了固相质量分数为60%的SiC-Al_2O_3料浆。采用聚合物模板法分别在1 250、1 350和1 450℃保温2 h制备了SiC-Al_2O_3多孔陶瓷,并研究了煅烧温度对陶瓷性能和物相组成的影响。结果表明:提高煅烧温度,可明显促进更多的SiC氧化生成SiO_2,进一步促进Al_6Si_2O_(13)陶瓷相的生成;同时有利于提高强度,但会降低其抗热震性。综合而言,1 350和1 450℃保温2 h制备的多孔陶瓷性能较优。     

添加V_2O_5对SiC-Al_2O_3泡沫陶瓷性能的影响

为在较低温度下制备出性能良好的复合泡沫陶瓷,以工业碳化硅粉(≤0.074 mm,w(SiC)≥92.0%)和电熔白刚玉粉(≤0.074 mm,w(Al_2O_3)≥99.0%)为主要原料,采用有机泡沫浸渍法,在1 350℃保温2 h制备了SiC-Al_2O_3泡沫陶瓷试样,研究了烧结助剂V_2O_5添加量(外加质量分数分别为1%、2%和3%)对泡沫陶瓷试样外观形貌、物相组成、烧结性能、常温耐压强度和抗热震性的影响。结果表明:添加V_2O_5显著影响试样的显气孔率和耐压强度,当添加1%(w)V_2O_5时,试样的显气孔率、耐压强度达到最大值,分别是78.90%和0.35MPa;当V_2O_5添加量为2%(w)时,试样的抗热震性最佳,1 000℃至室温的热震循环次数达到49次(45次空冷+4次水冷);试样中均有新相SiO_2和Al_6Si_2O_(13)生成,利于提高试样的强度。     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

制备工艺对Al2O3多孔陶瓷性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３粉料粒径、烧成温度及有机造孔剂对Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的气孔率、孔径大小及分布的影响，结果表明，随造孔剂加入量的增加，气孔率呈线性增大，加入造孔剂后，平均气孔孔径变大，孔径分布范围变宽。     

颗粒级配对发泡法-凝胶注模制备Al_2O_3多孔陶瓷性能的影响

为了降低Al2O3多孔陶瓷制备过程中的干燥后收缩和烧后收缩,提高成品率,将d50分别为25.1、9.4和1.1μm的粗、中、细Al2O3粉体按粗粉中粉细粉质量比分别为50 40 10、10 40 50和100%全细粉的级配方式制备Al2O3泡沫浆料,研究颗粒级配对浆料黏度、干燥生坯的线收缩、烧后试样的线收缩、烧后试样的热导率等性能的影响。结果表明:颗粒级配可以有效提高固含量,且颗粒级配后的发泡浆料在静置30 min后仍能保持稳定,颗粒级配可以明显降低生坯的干燥线收缩以及烧后线收缩,并能降低热导率,提高了发泡法-凝胶注模工艺制备氧化铝多孔陶瓷的成品率。     

Al2O3多孔陶瓷的制备和性能研究

采用乙基纤维素为成孔剂制备了Al2O3多孔陶瓷,探讨了工艺参数对其性能的影响。研究结果表明,造孔剂含量、球磨时间及烧结温度均对多孔陶瓷的气孔率和抗折强度有影响。烧结温度的升高使得气孔率降低,但变化不明显,抗折强度明显提高。随造孔剂含量的升高,使得气孔率逐渐上升,超过20％后变化趋于平稳。随着球磨时间的增加,试样呈现气孔率下降和抗折强度升高的趋势。以烧结温度为1580℃,造孔剂含量20％;球磨时间为2．5h的条件下,可获得高显气孔率、抗折强度较高的舢203多孔陶瓷。     

硬脂酸表面改性对聚氨酯发泡法制备ZrO_2多孔陶瓷性能的影响

通过聚氨酯发泡法制备了ZrO_2多孔陶瓷,研究了ZrO_2粉体表面改性对多孔陶瓷综合性能的影响。结果表明:ZrO_2粉体表面进行硬脂酸改性不仅可以阻止颗粒团聚,有效降低浆料黏度,并显著提高粉体表面的亲油性,增加粉体与有机聚氨酯原料的相容性,还可增加粉体与聚氨酯官能团的相互作用,促进聚氨酯交联网络形成,进而解决坯体及多孔陶瓷的分层问题,提高ZrO_2多孔陶瓷的力学性能。当使用0.75%硬脂酸改性的ZrO_2粉体时,所得多孔陶瓷无分层,孔结构完整,其抗压强度明显增加,为未改性ZrO_2粉体所得多孔陶瓷的3倍。     

纳米SiC-Al_2O_3/TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式 .由于纳米SiC的加入 ,材料以穿晶断裂为主 .通过透射电镜观察 ,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布 ,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷 .在纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,少量纳米SiC位于基体晶粒间 ,大多数纳米SiC位于基体晶粒内 ,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒 .通过高分辨透射电镜观察 ,研究了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,纳米SiC与基体间界面结合状态 ,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相 ,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强 ,有利于材料力学性能的提高 .另外研究了裂纹在材料中的扩展行为 ,结果表明 ,纳米粒子对裂纹的扩展起到偏折和钉扎作用     

模板法制备TiO_2-Al_2O_3载体对萘加氢催化剂的影响

采用模板法制备了介孔TiO_2-Al_2O_3载体,以磷酸二氢铵为磷源,硝酸镍为镍源,制备了介孔Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3(简称Ni_2P/TA-n,n为Ti与Al的摩尔比,n=1/20,1/10,1/5)催化剂。采用XRD,N2吸附-脱附,SEM,FT-IR,NH_3-TPD和XPS对催化剂进行了表征,并以萘加氢为探针反应,评价了催化剂性能。结果表明,Ni_2P/TA-n(n=1/20,1/10,1/5)催化剂以层状形式存在,钛的引入使得P和Al的化学环境发生改变,可以抑制六配位的Al O6的生成,而且可以减弱载体中四配位Al~(3+)与负载的金属磷化物之间强的相互作用,有利于Ni_2P相的生成。催化剂具有明显的介孔结构,随n的增加,孔容和比表面积先增加后减小。催化剂以中强酸为主,TiO_2的引入降低了Al_2O_3的酸强度。适宜的介孔孔道、酸性和高的Ni_2P相纯度使Ni_2P/TA-n(n=1/20,1/10,1/5)的催化活性和选择性明显高于以溶胶凝胶法制备的TiO_2-Al_2O_3为载体的Ni_2P/TiO_2-Al_2O_3(SG)。介孔Ni_2P/TA-1/10的催化活性和选择性最高,分别达到98.7%和80.5%,催化剂在线使用100 h仍具有活性且选择性没有明显变化。     

成孔剂对模板法制备SiO2空心陶瓷球性能的影响

本文分别选用不同的成孔剂制成粒径约600 μm的成孔模板,以SiO2陶瓷粉为球壳包覆材料制备SiO2空心陶瓷球,研究了不同成孔剂对SiO2空心陶瓷球成球性能的影响.结果表明,以PS和淀粉为成孔模板时烧结后的空心球出现明显的破裂现象,以酚醛树脂和尿素为成孔模板制备出的SiO2空心球成球性能最好.XRD分析表明烧结后的空心球物相为石英相.热重分析表明,以尿素为成孔模板更能形成空心结构,对制备SiO2空心陶瓷球更为合适.尿素-SiO2球在377℃下热分解排胶50 h后单粒抗压值较为稳定,平均耐压强度为54.3 N,球壳中孔隙含量较少.     

Nb_2O_5对BaTiO_3陶瓷性能的影响

本文在100 nm BaTiO3粉体中加入0、0.2%、0.5%、1%、2%、5%Nb2O5,通过常规烧结来烧结得到致密的BaTiO3陶瓷,并对不同Nb2O5掺杂量的钛酸钡陶瓷的微观结构、密度和力学性能等方面的影响进行研究。结果表明:随着Nb2O5的加入量从0%增加到5%时,BaTiO3陶瓷的晶粒尺寸从558 nm减小到126 nm,而它的硬度和抗弯强度却从4.6 GPa和20 MPa升高到7.3 GPa和36 MPa。     

La_2O_3对氧化铝陶瓷机电性能的影响

研究了La2O3添加对氧化铝基板性能的影响。结果表明,0.5%La2O3的引入,可使陶瓷基板抗折强度的分散性得到明显改善,并使抗折强度得到明显提高,但对电性能无明显影响。     

聚合物模板法制备氧化铝-氧化锆泡沫陶瓷

将发泡聚苯乙烯小球(epispastic polystyrene,EPS)排列成有序的模板,通过离心成型技术制备孔壁致密、孔径均匀的Al2O3-ZrO2泡沫陶瓷.观察了EPS模板的可压缩特性,分析了浆料固相含量对离心成型过程中物质分离现象的影响,研究了不同烧结温度对Al2O3-ZrO2泡沫陶瓷的烧结密度、孔隙率和压缩强度的影响并表征了宏观孔结构和孔壁断面的微观结构.结果表明:用50%(体积分数)固相含量的浆料可制备出孔壁均匀的样品,在样品的不同部位,Al2O3和ZrO2的分布及相对含量基本相同,物质分离现象被很好的抑制.随着烧结温度的从1 450 ℃提高到1 600 ℃,Al2O3-ZrO2泡沫陶瓷的烧结密度增加、孔隙率降低.在1 550 ℃烧结2 h,样品的抗压强度可达2.07 MPa.     

静电纺丝模板法制备γ-Al_2O_3纤维

以静电纺丝法制备的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纤维为模板,以非水解溶胶-凝胶法制备的Al2O3溶胶为浸渍液,利用模板浸渍技术制备出Al2O3凝胶-PVP复合纤维,再经1 000℃煅烧制备出γ-Al2O3纤维。借助X射线衍射和扫描电镜研究了浸渍溶胶浓度、浸渍时间及浸渍次数对γ-Al2O3纤维物相组成及形貌的影响。结果表明:当Al2O3溶胶中铝离子浓度为0.1 mol/L、浸渍时间为30 s、浸渍1次时,合成的γ-Al2O3纤维表面平滑,连续性好,纤维直径达到0.22μm。     

Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及性能研究

采用有机泡沫浸渍法制备Al2O3泡沫陶瓷,通过加入不同含量的硼酸和粘土作为烧结助剂可降低烧结温度。研究表明:烧结助剂的加入降低了陶瓷的气孔率,而陶瓷收缩率、抗弯强度、抗热震性能却得到了较大提高。Al2O3泡沫陶瓷显微结构均匀,具有较好的三维网状结构。     

Dy_2O_3–CaF_2对AlN陶瓷制备、结构及性能的影响

以AlN粉体为原料,采用无压烧结,选取二元烧结助剂Dy_2O_3–CaF_2在1 800℃氮气气氛下烧结AlN陶瓷,利用Archimedes排水法、X射线衍射、扫描电子显微镜、激光导热分析仪和万能材料试验机对烧结的AlN陶瓷的密度、热性能和力学性能进行了测试,并对AlN陶瓷的物相变化和微观结构进行了表征。结果表明:添加二元烧结助剂Dy_2O_3–CaF_2可以有效促进AlN陶瓷致密化以及晶粒的生长发育,降低AlN陶瓷的烧结温度,改善AlN陶瓷的导热性能。当添加2.5%(质量分数)Dy_2O_3+1.5%(质量分数)CaF_2在1 800℃氮气气氛下常压烧结2 h时,制备出了晶粒发育良好、结晶良好,相对密度99.6%,热导率169 W/(m·K),同时具有较高的机械强度的AlN陶瓷。     

B_2O_3－Y_2O_3添加剂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

研究了以Ｂ_２Ｏ_３－Ｙ_２Ｏ_３作为助烧结剂的ＡｌＮ陶瓷的烧结特性及显微结构。结果表明，晶界处存在ＹＡｌＯ_３，Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９及Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_（１２）等各种铝酸钇结晶物，Ｂ_２Ｏ_３可固溶到铝酸钇中形成固溶体。随烧结温度变化，第二相的种类、数量和分布不同，从而影响ＡｌＮ的热导率。在１８５０℃下，可获得热导率为１８９Ｗ／ｍ·Ｋ的ＡｌＮ陶瓷。     

纳米Bi_2O_3对ZnO压敏陶瓷性能的影响

采用纳米Bi_2O_3添加入ZnO压敏陶瓷中,添加量分别是100%、60%、30%和0。利用纳米颗粒的高活性、比表面积大,熔融温度相对较低等特性,使实验样品致密度增加,在烧结过程中及早生成尖晶石晶相,该晶相成为晶粒内的"锚栓",有效提高ZnO压敏陶瓷的电位梯度和能量耐受能力。当纳米Bi_2O_3添加量从0增加至100%时,样品致密度增加,电位梯度从305 V/mm增加至385 V/mm,同时8/20μS的残压比下降,2 ms方波冲击电流从132 A增加至207 A。     

ZrO_2原料对Al_2O_3-Cr_2O_3质浇注料的影响

在Al_2O_3-Cr_2O_3质浇注料中添加各种ZrO_2,进行了残余线膨胀收缩率、高温线膨胀率、侵蚀试验和热震试验,研究了其对浇注料特性的影响。从试验结果可知,Al_2O_3-Cr_2O_3质浇注料中含有的ZrO_2的去稳定化对浇注料的性能具有很大影响。     

Y_2O_3对氧化锆陶瓷组织和性能的影响

由于氧化锆陶瓷的脆性特点限制了其自身的发展,所以研究者关注的重点在于如何提高氧化锆陶瓷韧性。氧化锆陶瓷的性能与制备工艺的各个环节息息相关,主要的制备工艺包括粉末的制备、成形和烧结等,每个环节对氧化锆陶瓷的致密度、相结构和力学性能都起着关键性的作用。为此,笔者对氧化锆陶瓷制备工艺进行了深入研究,通过髙能球磨制粉工艺获得超细的ZrO_2、Y_2O_3混合粉末,并经过常压烧结获得高性能的氧化锆陶瓷,这一研究将对超细晶粒增籾,ZrO_2、Y_2O_3机械复合增韧和烧结优化具有理论指导意义,并对氧化锆陶瓷的开发应用具有积极的推动作用。