低热膨胀KZr2（PO4）3陶瓷

1、绪言 KZr_2(PO_4)_3[KZP]晶体的热膨胀,a轴为负值,c轴为正值,二者平均几乎为零。因此,由这种晶体组成的陶瓷,具有非常优越的热稳定性。本文主要研究KZP晶体各轴的详细热膨胀及其热稳定性,用于致密化的烧结助剂,同时也对其与锆氧的复合作一探讨。     

烧制条件对KZr2（PO4）3陶瓷热学性能影响的研究

研究不同烧制条件下ＫＺｒ２（ＰＯ４）３陶瓷的热学性能变化,实验表明：合成温度越高,ＫＺｒ２（ＰＯ４）３晶体晶胞参数越接近理论值,结晶程度越高;随烧成温度增高,材料的热膨胀系数（α）变大,１４５０℃合成粉料的试样的α值最小,但是１３５０℃合成粉料的试样的α值与之非常接近;用混合烧结助剂替代常用单一ＭｇＯ烧结ＫＺｒ２（ＰＯ４）３材料可以达到比较好的效果。     

NaTi2(PO4)3的合成及电化学性能测试

以Na_2CO_3、TiO_2和NH_4H_2PO_4为原料,采用球磨和高温烧结的方法合成了NaTi_2(PO_4)_3材料,研究发现烧结温度对于材料的生成和结晶性具有显著影响,烧结温度越高,所合成的NaTi_2(PO_4)_3相越纯,得到的产率也越高。测试了制备的NaTi_2(PO_4)_3材料作为钠离子电池负极材料的电化学性能,其比容量0.1 C倍率下可达到107 mAh/g。     

3Y-ZrO2/Fe3Al复合材料的抗热震性能

采用残余强度法测试了单相3Y—ZrO2及3Y—ZrO2/Fe3Al复合材料的抗热震性能,并用诸抗热震参数(R,R'和R"')分析了抗热震性能与材料热力学性能参数之间的关系,同时分析了R阻力曲线与抗热震性能之间的相关性。结果表明:由于相变增韧与桥联增韧的协同作用,复合材料断裂韧性的明显提高,从而使临界热震温差△θc由单相3Y—ZrO2的220℃提高至3Y—ZrO2/30％(in volume)Fe3Al复合材料的450℃。R曲线中韧性初始值K0的升高预示着启动裂纹生长的能量的增大,对应于热震作用下裂纹成核能的提高及△θc的增大。R曲线愈陡,热震作用下裂纹扩展受到的阻力越大,材料的抗热震损伤能力越好。     

Phase and melting relationships of β, α and α′-Ca3(PO4)2 polymorphs in the Ca3(PO4)2-Zn3(PO4)2 system

In order to provide an exact knowledge of the phase transitions and melting relationships of Ca₃(PO₄)₂ (TCP) in the presence of zinc, a revisited version of the rich-Ca₃(PO₄)₂ region of the phase diagram of the system Ca₃(PO₄)₂-Zn₃(PO₄)₂ has been established in the present work. Experimental determination of this diagram was carried out by solid-state reactions of samples prepared from pure NH₄H₂PO₄, CaCO₃ and ZnO raw materials. X-ray Diffraction, Differential Thermal Analyses and Field Emission Scanning Electron Microscopy studies allowed to revise the α, β, α + β-TCP phase stability fields, delimitating for the first time the biphasic α + α′-TCP field and the melting relationships in the high temperature region of the system. The results allowed to determine two peritectic invariant points, at ≈1400 °C for 95 mol% Ca₃(PO₄)₂ and at ≈1490 °C for ≈99.5 mol% Ca₃(PO₄)₂.     

PAA-PESA对阻Ca3(PO4)2垢性能的评定

通过对磷酸钙的静态阻垢实验,对PESA—PAA的阻垢效果进行了评价。结果表明,PAA—PESA有良好的阻磷酸钙垢效果。综合实际考虑在80℃,浓缩时间10h,PAA和PESA加入量分别为2mL和10mL时,阻垢率最理想。在浓缩时间和浓缩温度一定的情况下,随着阻垢液的加入量的增加,阻垢率随之升高;在浓缩时间和阻垢液的加入量的一定的情况下,阻垢率在80℃之前是呈上升趋势,在80℃达到最高,在80℃之后随着温度的上升而降低;在浓缩温度和阻垢液的加入量一定的情况下,阻垢率随着浓缩时间的增加而降低。     

新型橙红色荧光粉KNaCa2(PO4)2∶Sm3+的发光性能

利用高温固相法合成了KNaCa2(PO4)2∶Sm3+系列橙红色荧光粉,并对其发光性能进行了研究.样品的激发光谱在402 nm有很强的发射带,与近紫外LED芯片匹配.在402nm近紫外光激发下,KNaCa2(PO4)2∶Sm3+的发射光谱由3个峰组成,发射峰值位于569、601和648nm处,分别归属于Sm3+的4G5/2→ 6HJ/2(J=5,7,9)跃迁.随着Sm3+掺量的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm3+掺量为0.02 mol时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.分析了不同Sm3+掺杂浓度样品的荧光衰减时间,并研究了电荷补偿剂Li+对样品发光强度的影响.样品KNaCa1.96(PO4)2∶0.02Sm3+,0.02Li+发射光谱(402nm激发)的积分强度是商用红色荧光粉Y2O3∶Eu3+发射光谱(253 nm激发)的1.5倍.     

Ca0.6Mg0.4Zr4（PO4）6陶瓷的抗热震性

Ｃａ０．６Ｍｇ０．４Ｚｒ４（ＰＯ４）６（简称ＣＭ）陶瓷热震后的强度变化与裂纹扩展依赖于材料的热膨胀系数和轴向膨胀特性。以ＭｇＯ作为烧结助剂的ＣＭ１陶瓷，当热震温差ΔＴ＝８００℃时，残留强度与原始强度相关。作者提出裂纹部分闭合模式解释了上述现象。以ＺｎＯ作烧结助剂的ＣＭ２陶瓷，其强度降低和裂纹扩展符合Ｈａｓｓｅｌｍａｎ提出的脆性陶瓷热震理论。     

O'-Sialon-ZrO2-SiC复合材料的抗热震性能研究

通过测定不同温差热震后试样的残余强度及观察试样的断口形貌,研究了O'-Sialon-ZrO2-SiC复合材料的抗热震行为.结果表明O'-Sialon-ZrO2-SiC复合材料具有比较好的抗热震性能,其临界热震温差为1100℃添加SiC10%试样的抗热震性能优于含SiC5%试样的抗热震性能.     

O’-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料的抗热震性能研究

通过测定不同温差热震后试样的残余强度及观察试样的断口形貌 ,研究了O’ Sialon -ZrO2 -SiC复合材料的抗热震行为。结果表明 :O’ Sialon -ZrO2 -SiC复合材料具有比较好的抗热震性能 ,其临界热震温差为 110 0℃ ;添加SiC10 %试样的抗热震性能优于含SiC 5%试样的抗热震性能     

超音速等离子喷涂制备Cr_2O_3涂层的显微组织及抗热震性能(英文)

为了研制一种新型连铸结晶器材料,采用高效能超音速等离子喷涂技术在纯铜基体上制备了Cr2O3陶瓷涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜、图形软件、彩色3D激光显微镜和显微硬度计对涂层进行了表征及分析,分别在450℃和600℃对涂层进行了热震试验。结果表明,涂层继承了起始粉末的物相,但是Cr2O3的结晶度有所差异;陶瓷涂层表面为良好熔化区和部分熔融颗粒组成的双态组织,涂层断口形貌为典型的片层状组织,涂层截面可见均匀分布的富铬带。涂层孔隙率为1.2%,表面粗糙度为4.763μm,Vickers显微硬度为1 628 MPa。试样在450℃和600℃分别经历了均值为127.4和58.6次热震循环后,其半球顶端出现大面积剥落,但圆柱主体部分完好,表明Cr2O3陶瓷涂层具备良好的抗热疲劳性能,超音速等离子喷涂适合于结晶器铜板表面涂层的制备。     

MoSi_2-SiC复合材料的制备及抗热震性能研究

为了提高重结晶SiC材料的性能,先以高纯SiC为原料,水溶性树脂为结合剂,经混练、成型、烘干、烧成(真空,2 400℃保温2 h)后得到重结晶Si C试样;再用物质的量比为2 1的混合均匀的Si粉和Mo粉将放置于石墨坩埚内的重结晶Si C试样掩埋,在真空、2 000℃保温5 h制备出致密MoSi_2-SiC复合材料,研究了溶渗法制备的MoSi_2-SiC复合材料的性能。结果表明:Mo Si_2-SiC复合材料中主相为Si C,还含有10%(w)的Mo Si_2和3%(w)的Mo_5Si_3相,材料的致密度显著提高,抗热震性能显著优于Si_3N_4结合Si C和重结晶Si C材料的。     

Microstructure–conductivity relationship of Na3Zr2(SiO4)2(PO4) ceramics

The ionic conductivity of solid electrolytes is dependent on synthesis and processing conditions, ie, powder properties, shaping parameters, sintering time (t_s), and sintering temperature (T_s). In this study, Na₃Zr₂(SiO₄)₂(PO₄) was sintered at 1200 and 1250°C for 0-10 hours and its microstructure and electrical performance were investigated by means of scanning electron microscopy and impedance spectroscopy. After sintering under all conditions, the sodium super-ionic conductor-type structure was formed along with ZrO₂ as a secondary phase. The microstructure investigation revealed a bimodal particle size distribution and grain growth at both T_s. The density of samples increased from 60% at 1200°C for 0 hours to 93% at 1250°C for 10 hours. The ionic conductivity of the samples increased with t_s due to densification and grain growth, ranging from 0.13 to 0.71 mS/cm, respectively. The corresponding equivalent circuit fitting for the impedance spectra revealed that grain boundary resistance is the prime factor contributing to the changing conductivity after sintering. The activation energy of the bulk conductivity (E_a,bulk) remained almost constant (0.26 eV) whereas the activation energy of the total conductivity (E_a) exhibited a decreasing trend from 0.37 to 0.30 eV for the samples with t_s = 0 and 10 hours, respectively—both sintered at 1250°C. In this study, the control of the grain boundaries improved the electrical conductivity by a factor of 6.     

(MgO)0.1-x(CaO)x(ZrO2)0.9陶瓷的相组成、力学与抗热震性能研究

首先以电熔ZrO2为主原料,以碱式碳酸镁和CaCO3为稳定剂,经混合、成型和预烧(1550℃3h)后,制成(MgO)0.1-x(CaO)x(ZrO2)0.9系列陶瓷粉体(x值分别取0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1);然后将预烧后试样破碎、筛分成0.1~0.074mm的粗粒级颗粒和<0.055mm的细粒级颗粒,分别按单一细颗粒和粗颗粒与细颗粒混合(粗、细颗粒质量比为11)两种方案进行坯体配料,经1550℃5h烧成后制成(MgO)0.1-x(CaO)x(ZrO2)0.9系列陶瓷试样,研究了稳定剂组成的相对变化对试样的相组成、体积密度、力学性能与抗热震性能的影响。结果表明(1)在稳定剂MgO、CaO总量10%(摩尔分数)不变的情况下,试样中立方相含量随着CaO量(即x值)增加而增加;当x=0.01时,陶瓷中单斜相与立方相含量之比为21,此时陶瓷具有较高的常温抗折强度和较为理想的抗热震性(1100℃水急冷5次后未出现裂纹),而且其抗热震性受陶瓷材料致密度的影响程度较小。(2)在陶瓷粉体中增加粗粒级配料,可有效降低ZrO2陶瓷试样的致密度,提高试样的抗热震性能,但其抗折强度也随之下降。     

纳米氮化硅陶瓷的抗热震性能研究

研究了由热压法制备的晶粒尺寸为 100nm 左右的氮化硅陶瓷抗热震性能.研究结果表明,纳米氮化硅陶瓷表现出原始短裂纹扩展特征;起始粉末粒度对氮化硅陶瓷的力学性能和抗热震性有一定影响.在纳米尺度范围内,晶粒较粗大的氮化硅陶瓷具有较好的抗热震性能;随起始粉末中仪 α-Si3N4 含量的增加,氮化硅陶瓷的抗热震性能得到明显提高.