氧化铝、硝酸铝复合YSZ的烧结性能、电性能及力学性能研究

分别以Al2O3、Al(NO3)3为铝源与氧化钇稳定氧化锆（YSZ）机械混合,经干压技术和高温烧结制得YSZ/Al2O3复合材料。通过扫描电子显微镜、电化学交流阻抗谱和三点弯曲测试等方法对样品进行分析,研究了不同铝源和添加量对YSZ电解质烧结性能、电导率及力学性能的影响。结果表明：适量的Al2O3或Al(NO3)3复合均能够促进YSZ的烧结,提高其电导率和弯曲强度;Al2O3作铝源的复合样品的烧结性能和电导率优于Al(NO3)3铝源的,但其强度低于同比例Al(NO3)3铝源。其中,加入0.5 wt.%Al2O3时,所制备的复合电解质经1350 ℃烧结10 h后的相对密度为98.8%;800 ℃时的电导率达0.0703 S·cm-1。基于该材料制备的电解质支撑型单元电池在800 ℃时以氢气为燃料的最大功率密度为308 mW·cm-2,高于纯YSZ电解质电池的,并表现出良好的稳定性。     

Al2O3,CaO对多元掺杂YSZ电解质材料性能的影响

采用高温固溶法制备了Dy2O3,Sc2O3和Yb2O3多元掺杂YSZ材料,试样高温电导率得到大幅度提高(1000℃,0.18S/cm),但材料烧结性与机械强度有待改善.为此,在多元掺杂YSZ材料中继续掺入少量Al2O3和/或CaO以研究其影响.添加少量Al2O3提高了试样烧结密度( ～4.6%)和机械强度(～30%),而保持电导率变化不大;添加少量CaO虽然使烧结密度略微增大,但却降低了试样电导率(～50%)和机械强度.XRD分析显示试样保持稳定立方萤石结构,且晶格常数发生变化.显微结构分析表明,复合添加剂的掺入促进了晶粒的生长,晶粒尺寸较大.     

复合料浆热压滤法制备空间网络复合涂层及其高温氧化行为

采用复合料浆热压滤法制备出厚度在数十微米到数百微米之间可控的YSZ/YSZ、Al2O3/YSZ、Al2O3/YSZ-Al2O3和Al2O3/Al2O3复合涂层。微观形貌显示复合涂层由具有空间网络结构的YSZ或Al2O3包覆颗粒状YSZ或/和Al2O3组成。高温氧化实验结果显示,含有适量YSZ颗粒的Al2O3/YSZ-Al2O3复合涂层具有优异的抗高温氧化性能。为通过氧元素在复合涂层中的扩散行为深入分析其抗高温氧化性能,本文还基于复合涂层的微观结构及高温氧化行为表现,建立与之相对应的简化模型。     

溶胶-凝胶层晶界扩散对柱状晶YSZ涂层电导行为的影响（英文）

借助晶界调控和修饰可以提高和改善氧离子导体YSZ的电导率。本文采用射频磁控溅射工艺在单晶Al2O3(0001)衬底上制备了厚度约为2μm具有柱状晶结构特征的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层,利用溶胶涂覆工艺在涂层表面涂覆含Fe、Co、Si等元素的扩散源,在一定温度下进行热扩散处理使上述离子沿晶界扩散,研究不同离子的引入对YSZ涂层电导率的影响。溶胶前驱体粉末的TG-DSC分析确定了涂覆处理后的热扩散处理工艺,采用XRD、SEM以及TEM对涂层以及溶胶的形貌、结构和物相进行了测试,采用直流四探针法和交流阻抗谱法对涂层热扩散处理前后的电导率进行了测试。结果表明制备态以及溶胶扩散后的YSZ涂层均具有立方萤石型结构,晶粒大小在50~100nm之间。电导率测试结果表明单独引入Si4+的样品电导率相比于制备态降低了3倍,在此基础上再引入Fe~(3+)的样品电导率相比于制备态提高了3倍,单独引入Co2+的样品电导率变化不大。Fe溶胶扩散后YSZ涂层电导率提高的原因可推断为Fe2O3对晶界处SiO_2的清除作用。     

溶胶-凝胶复合料浆热压滤法制备Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层

在Fe-18Cr-8Ni不锈钢表面涂覆由纳米α-Al2O3颗粒、微米ZrO2-8wt%Y2O3(YSZ)颗粒和Al(OH)3-Y(OH)3溶胶-凝胶(sol-gel)组成的复合料浆层,采用热压滤法制备Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层.为了匹配陶瓷涂层和金属基体间的热膨胀系数,采用sol-gel法在两者之间施加一层ZrO2-8wt%Y2O3过渡层.SEM分析结果表明,获得的陶瓷涂层厚度大于30μm,无裂纹.XRD分析结果表明,该陶瓷涂层主要由t-Zr0.92Y0.08O1.96和α-Al2O3以及少量t-ZrO2和γ-Al2O3相组成.900℃高温氧化实验结果表明,Al2O3-ZrO2-Y2O3复合涂层能够有效提高Fe-18Cr-8Ni基体的抗高温氧化和抗剥落性能.     

复合掺杂对YSZ电解质材料烧结性与电性能的影响

采用高温固溶法制备Sc2O3（Dy2O3）和Yb2O3复合掺杂YSZ电解质材料，研究了复合掺杂对YSZ烧结性和电性能的影响。结果表明：随着Sc2O3含量的增加，试样烧结密度降低（1600℃烧结密度由5．82g／cm^3降至5．24g／cm^3），而Dy2O3却能提高烧结密度（1600℃烧结密度由5．63g／cm^3增至5．86g／cm^3）：当掺杂总量x，％）为8～8．6时，材料电导率得到大幅度提高（1000℃时，0．18S／cm）；1nσ-1000／T呈现较好的线性关系，说明电导率σ与温度T之间关系符合Arrhenius公式；XRD分析表明复合掺杂YSZ电解质材料晶格常数有所增大，对提高电导率起积极作用；复合添加剂促进了晶粒生长，尤其是含Dy试样晶粒尺寸较大。     

离心成型法制备Al2O3/Ni功能梯度材料及性能表征

用离心成型法制备了Al2O3/Ni功能梯度材料,并研究了料浆调制工艺、制备参数和梯度材料的力学性能.结果表明,良好的料浆的最佳流动性配比为粘结剂(聚乙二醇)含量为2 mass%、固相含量为63 vol.%、球磨时间为36 h.经离心成型-真空烧结(1400℃,2 h)可获得致密、组元宏观连续过渡的Al2O3/Ni梯度材料.该复合材料孔隙率低,力学性能好,抗弯强度可达321 MPa.     

热障涂层(TBCs)高温氧化及熔盐腐蚀性能的研究

对ZrO2-8wt%Y2O3(YSZ)不同结构的热障涂层(TBCs)在1050℃、900℃进行氧化及腐蚀试验.结果表明,结合层中加入YSZ,增大了Ni16Cr8Al颗粒的表面积,氧化速率增加;结合层的氧化是TBCs性能下降的主要原因;在含硫的腐蚀环境下,面层中稳定组元Y2O3的分解析出,破坏了YSZ的稳定性,改变了面层的应力状态,导致TBCs早期破坏.     

K+掺杂改性的Ca3Co4O9基氧化物热电性能

用溶胶-凝胶法和放电等离子烧结(SPS)制备了层片状结构的(Ca1-xKx)3Co4O4陶瓷,烧结块体相对密度可达97%～99%.XRD(X-ray Diffraction)和SEM(Scanning Electronic Microscope)分析结果表明当K的掺杂量x＜0.08时为单一的Ca3Co4O9相,SPS烧结可以使样品带有一定的织构取向.在室温至700℃的范围内测量了不同K掺杂量时样品电导率和Seeback系数,测试结果表明,当K的掺入量小于0.06时,随着掺入量的增加,可以显著提高样品的电导率(400℃～700℃)和Seebeck系数.其中,700℃时(K0.06Ca0.94)3Co4O9样品的功率因子P=4.43×10-4W·m.-1K-2,与Ca3Co4O9(P=3.51×10-4W.m.-1K-2)相比提高了26.2%,表明K掺杂是改善Ca3Co4O9高温热电性能的有效途径之一.     

离心成型法制备无宏观界面的Al2O3/Ni功能梯度材料

采用一种新颖的离心成型法制备了无宏观界面的Al2O3/Ni功能梯度材料, 并研究了料浆调制工艺、离心成型制备机理和梯度材料的力学性能。结果表明, 配制料浆时,粘结剂(聚乙二醇)含量为2 mass%、固相含量为63vol.%、球磨时间为36h,可得到流动性良好的料浆,经离心成型（40min,转速3000 r/min）得到无宏观界面的坯体,在1400 C真空烧结2 h,最终得到致密、组元宏观连续过渡的Al2O3/Ni梯度材料。通过调整固相含量和粘结剂含量,可调控Al2O3/Ni复合材料的成分梯度。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

高等教育国际化与中国高等教育施化力培育

本文从化层、化型、化向与化力等方面考察高等教育国际化的应然本质属性 ,描述与分析中国高等教育在国际化潮流中表现出的发展态势 ,针对种种态势提出中国高等教育核心施化力培育战略 ,以使中国高等教育乃至世界高等教育真正地走向国际化     

Comparative analysis of functional possibilities of methods of pulse treatment of a melt

This paper describes the general features of the functional methods of electrohydropulse, pulse electrocurrent, and magnetic pulse treatment processes of the melt in order to positively vary its crystallizaton ability.     

Effect of solidification rate of the structure of alloys of the system Fe-W

Conclusion In alloy Fe-42% W atomized with a cooling rate during solidification within the limits from 5·10³ to 1·10⁵°C/sec with the maximum cooling rate (not less than 10⁵°C/sec) precipitation of -phase (Fe₇W₆) from the liquid melt is suppressed. In granules of alloy obtained with a high solidification rate it is possible to achieve total dissolution of tungsten in solid solution (42%). Subsequent heating causes precipitation of -phase in dispersed form.I. P. Bardin Central Scientific-Research Institute of Ferrous Metallurgy (TsNIIChERMET) Moscow. Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 9, pp. 34–36, September, 1990.