Y2O3与Gd2O3共掺杂SrZrO3热障涂层材料的热物理性能

采用固相反应法合成了5mol%Y2O3与5mol%Gd2O3共掺杂SrZrO3(Sr(Zr0.9Y0.05Gd0.05)O2.95,SZYG)粉末.采用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分别研究了SZYG粉末在1450℃长期热处理后以及200~1400℃范围内的相稳定性.采用高温热膨胀仪测量了SZYG块材的热膨胀系数,结果表明:通过Y2O3与Gd2O3共掺杂改性可以明显抑制SrZrO3的相转变.在1000℃下SZYG块材的热导率是～1.36 W/(m.K),与SrZrO3和8YSZ块材相比降低~35%SZYG分别与8YSZ和Al2O3在1250℃热处理24 h表现出很好的化学相容性.     

纳米热障涂层材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7(Ln=La,Nd,Sm,Gd)的热物性能

用水热合成法制备纳米热障涂层材料Ln₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇ (Ln=La,Nd,Sm,Gd),表征其晶体结构、形貌、晶格参数、平均粒径尺寸和比表面积并研究了相关的热物性能及其机理。对XRD谱和Raman谱的分析表明,La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇、Nd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇和Sm₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇均为烧绿石结构,而Gd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇为萤石结构。结合SEM观察、体积收缩以及相对密度,分析了块...     

Gd2Zr2O7陶瓷的高温热物理性能及Gd2Zr2O7-8YSZ双涂层制备

通过高温固相合成方法制备了烧绿石结构Gd₂Zr₂O₇陶瓷材料,研究了其高温相稳定性和热物理性能。采用电子束物理气相沉积方法制备了Gd₂Zr₂O₇-8YSZ(8%Y₂O₃-ZrO₂)双陶瓷层结构热障涂层,分析了涂层顶层的晶体结构和原子数量比。结果表明,Gd₂Zr₂O₇在室温至1500℃范围内具有良好的相稳定性,比第一代热障涂层8YSZ的高温相稳定区间提高250℃以上。Gd₂Zr₂O₇块材的热膨胀系数在100~1500℃范围内介于8.8×10^-6~11.0×10^-6 K^-1之间,与8YSZ接近; 在1000~1400℃高温区间,热导率约为1.0 W(m·K)^-1,比8YSZ降低一半左右。沉积制得的Gd₂Zr₂O₇涂层化学成分符合化学计量比,为烧绿石结构,涂层呈现典型的柱状晶结构。     

B2O3和Al2O3共同掺杂ZnO压敏陶瓷的性能

研究了B₂O₃(B)和Al₂O₃(Al)共掺杂对ZnO压敏陶瓷电学性能和微观结构的影响。结果表明,共掺杂B和Al的ZnO压敏陶瓷,具有低泄漏电流、高非线性和低剩余电压等优良电性能。B和Al的掺杂率为3.0%(摩尔分数)和0.015%(摩尔分数)的ZnO压敏陶瓷,其最佳样品的电参数为：击穿电压E_{1 mA}＝475 V/mm;泄漏电流J_L=0.16 μA/cm²;非线性系数α=106;剩余电压比K = 1.57。     

稀土(Ln=Y/Yb)掺杂对Sm2Zr2O7陶瓷材料结构及热导率的影响

利用稀土Ln=Y/Yb对Sm_2Zr_2O_7进行A位取代掺杂,通过固相合成法制得Sm1.8Ln0.2Zr2O7(Ln=Y/Yb)陶瓷材料。分别利用XRD分析材料的晶体结构,SEM观察其显微形貌,激光导热仪测试其热扩散系数并计算得到热导率。结果表明,Sm1.8Ln0.2Zr2O7(Ln=Y/Yb)陶瓷材料为立方烧绿石结构,晶粒分布均匀,Yb~(3+)/Y~(3+)的掺杂降低了陶瓷材料的热扩散系数和热导率,其中Yb的作用更为明显。     

Er3+ 掺杂对Bi3Ti1.5W0.5O9-Bi4Ti3O12 共生无铅压电陶瓷性能的影响

用传统固相法制备了Bi_7-x Er _x Ti_4.5W_0.5O₂₁(BTW-BIT-xEr³⁺,x=0.05、0.10、0.15、0.25、0.35)共生铋层结构无铅压电陶瓷,用BTW-BIT-xEr³⁺的XRD和SEM表征其相结构和形貌,研究了Er³⁺掺杂对其上转换发光性能和电学性能的影响。结果表明：在这种陶瓷中生成了铋层状结构的单一晶相。在980 nm光波激发下所有组分的上转换荧光谱中都能清晰地观察到两个绿光和一个红光发射峰,峰的中心分别位于532 nm、548 nm和660 nm处。改变掺杂Er³⁺离子浓度可调节其强度比。根据BTW-BIT-0.15Er³⁺样品在532 nm和548 nm绿光的光强比拟合了290~440 K的温度灵敏度,结果表明440 K处的灵敏度最大为0.0023 K^-1。Er³⁺离子替代BTW-BIT-xEr³⁺伪钙钛矿层的Bi³⁺使氧空位浓度的降低,降低了高温介电损耗,提高了激活能和压电常数。BTW-BIT-0.15Er³⁺陶瓷的综合电学性能最优,分别为d₃₃=14 pC/N、T_c=697℃,tanδ=0.53%、Q_m=2055。这种陶瓷材料具有最优的发光性能和良好的热稳定性。     

真空烧结制备(La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Er0.2)2Zr2O7高熵透明陶瓷

高熵陶瓷是近年来陶瓷材料研究的热点,制备性能优异的高熵陶瓷是陶瓷材料的发展趋势.本研究采用燃烧法结合真空烧结制备出高熵透明陶瓷.测试结果显示燃烧法制备高熵(La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Er0.2)2Zr2O7粉体的平均晶粒尺寸为8 nm,高熵粉体为无序的缺陷萤石结构.在真空炉中不同温度烧结的高熵陶瓷具有有序...     

(Sm0.2Gd0.2Dy0.2Y0.2Yb0.2)3TaO7高熵陶瓷的制备及热物理性能

寻求具有良好热物理性能的新型陶瓷材料是热障涂层领域的研究热点之一.本研究采用固相反应法制备了(Sm0.2Gd0.2Dy0.2Y0.2Yb0.2)3TaO7高熵陶瓷材料,对其晶体结构、显微组织、元素分布、结构稳定性和热物理性能进行了研究.结果表明:制备的高熵陶瓷具有单一的缺陷萤石结构,元素分布均匀,晶粒尺寸在0.2～3μ...     

Sm2O3掺杂(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3无铅压电陶瓷的制备与性能

采用固相合成法制备了Sm2O3掺杂的(Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3(BCZT)无铅压电陶瓷.借助XRD、SEM等手段对该陶瓷的显微结构与电性能进行了研究.结果表明,Sm2O3的掺杂降低了BCZT无铅压电陶瓷的烧结温度并使居里温度点Tc从85℃提高到95℃.当Sm2O3掺杂量为0.02wt%～0.1wt%时,样品具有典型ABO3型钙钛矿结构.Sm2O3掺杂量为0.02wt%时,所得陶瓷样品具有最优综合电性能,其压电常数d33、机电耦合系数kp、机械品质因子Qm、介电损耗tanδ和介电常数εr分别为590 pC/N、0.52、43、1.3%和3372.     

掺杂纳米CeO2对ZrO2-Y2O3热障涂层隔热性能的影响

以纳米ZrO₂-8 wt%Y₂O₃(YSZ)和在纳米ZrO_2-8wt%Y₂O₃中分别掺杂25wt%和50wt%纳米CeO₂团聚处理后作为隔热层材料,NiCrAlY(Ni-25Cr-5Al-0.5Y,wt %)作为粘结层材料,用等离子喷涂(APS)方法在GH30高温合金表面制备三种材料体系的热障涂层(TBC) 。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对掺杂了25wt%纳米CeO₂涂层的微观组织结构进行分析研究,测定了三种材料涂层在室温和 300、500、700℃时的热导率,并在相同边界条件下测试了它们的隔热性能。结果表明：掺杂纳米CeO₂涂层组成相为稳定的t相(t-ZrO₂、t-Zr_0.82Y_0.18O_1.91、t-Zr_0.82Ce_0.18O₂)和c相(c-CeO₂) , 涂层中存在闭合的孔隙和微裂纹;掺杂纳米CeO₂能够降低涂层的热导率,并且隔热性能随CeO₂含量的增加而提高。对于 400μm厚的CeO₂/ZrO₂-Y₂O₃涂层(CYZ , 掺杂25wt%CeO₂)对基体产生的温降比纳米YSZ涂层提高了10.7%,当CeO₂的含量从25wt%提高到50wt%时,隔热性能也提高了7.1%。     

Conduction at domain walls in insulating Pb(Zr0.2 Ti0.8)O3 thin films

Domain wall conduction in insulating Pb(Zr(0.2) Ti(0.8))O(3) thin films is demonstrated. The observed electrical conduction currents can be clearly differentiated from displacement currents associated with ferroelectric polarization switching. The domain wall conduction, nonlinear and highly asymmetric due to the specific local probe measurement geometry, shows thermal activation at high temperatures, and high stability over time.     

Ti离子辐照诱发焦绿石Gd2Zr2O7相变的电子显微研究

通过高分辨和剖面电子显微技术研究了离子注入在单晶焦绿石Gd2Zr2O7中的产生的结构相变.在单晶Gd2Zr2O7中注入200keV Ti+离子,注量为1×1017ions/cm2,注入温度为常温.电子显微研究表明,1×1017ions/cm2的Ti+离子注入没有使样品非晶化,而是诱发了单晶Gd2Zr2O7从焦绿石结构转变成萤石结构.从高分辨像和选区电子衍射花样发现Gd3+和Zr3+发生了阳离子无序.重离子入射产生的级联碰撞致使阳离子无序被认为是相变发生的物理机制.     

Fe和Fe3O4硫化制备的FeS2薄膜的性能

用溅射Fe和电沉积Fe3O4先驱体硫化制备出FeS2薄膜,研究了不同先驱体对硫化过程和FeS2薄膜性能的影响．结果表明,两种先驱体结晶成的FeS2能够在一定程度上保留先驱体形貌特征．Fe生成FeS2的热力学驱动力比较高,虽然可能生成FeS的过渡相;Fe硫化生成的薄膜平整致密,晶粒生长比较充分,尺寸较大,其禁带宽度接近理论值．Fe3O4硫化生成FeS2的热力学驱动力较低,生成的薄膜表面疏松多孔,晶粒细小;薄膜的晶界等面缺陷比例较大和几何连续性较低使其电阻率较高、禁带宽度和载流子迁移率低于Fe膜硫化FeS2薄膜．     

Sc2O3-Y2O3-ZrO2陶瓷材料热物理性能

采用固相合成法制备了6.3%Sc_2O_3-1.3%Y2O3-92.4%ZrO_2(摩尔分数)陶瓷材料。分别利用X射线衍射、示差扫描量热法、高温热膨胀仪和激光导热法对陶瓷材料的物相组成、高温相稳定性、热膨胀系数和热扩散等性能进行了表征。结果表明,经1600℃烧结6h,该陶瓷材料由单一的立方相结构组成,具有良好的高温相稳定性,热导率低于传统的6~8YSZ,是一种良好的热障涂层候选材料。     

掺钇(Ba,Ca)(Ti,Zr)O_3电容器陶瓷抗还原性的研究

对掺钇的(Ba,Ca)(Ti,Zr)O3(BCTZ)电容器陶瓷进行了抗还原性研究,研究了不同摩尔分数的钇的掺杂对BCTZ电容器陶瓷的介电性能、显微结构和密度的影响。结果表明,随着Y2O3掺杂量的增加,BCTZ陶瓷的室温介电常数、介质损耗逐渐减小,居里温度向低温方向移动,同时绝缘电阻率升高,BCTZ陶瓷抗还原性能提高;Y2O3的掺入能够促进BCTZ陶瓷的致密化,并有利于抑制BCTZ陶瓷的晶粒生长。     

Studies on semiconductive (Ba0.8Sr0.2) (Ti0.9Zr0.1)O3 ceramics

In order to produce semiconductive (Ba_0.8Sr_0.2) (Ti_0.9Zr0.1)O₃ ceramics (BSZT), providing low resistivity for boundary-layer capacitor applications, a controlled valency method and a controlled-atmosphere method were applied and studied. In the controlled-valency method, trivalent ions (La³⁺ Sb³⁺) and pentavalent ions (Nb⁵⁺, Sb⁵⁺, Ta⁵⁺) were doped into BSZT ceramics, while in the controlled-atmosphere method, samples were sintered in air and a reducing atmosphere. The doped BSZT ceramics sintered in the reducing atmosphere showed much lower resistivities and smaller temperature coefficient of resistivity (TCR) than those sintered in air, indicating that low partial pressure of oxygen will increase the solubility of the donor dopant and enhance the grain growth. In addition, a small negative TCR at low temperature, as well as a small positive TCR at higher temperature, are also observed for specimens fired in a reducing atmosphere. The former is attributed to the semiconductive grain and the latter to the small barrier layer formed at the grain boundary.     

CaCu3Ti4O12巨介电氧化物陶瓷的制备与性能

研究了合成CaCuaTiO12巨介电响应氧化物的固相反应。用X射线衍射跟踪反应进程。该反应以CaTiO3为中间产物。两步合成工艺可以降低完全反应所需温度,并可在不超过1000℃下合成单相CaCuaTi4O12。通过引入过量CuO,进一步提高了介电常数,降低了介电损耗。在1080℃下烧成的CuO过量4mol％的陶瓷试样,相对介电常数为29000,损耗角正切值为0．06（1kHz）。