SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃陶瓷的等温析晶

应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了不同ZnO含量对SiO2-MgO-Al2O3-ZnO-F-系玻璃等温析晶的影响.结果表明在所研究的玻璃体系中,ZnO的饱和溶解量小于3.0%的质量分数,下同,当玻璃试样中ZnO含量达到3.0%时,在玻璃中首先析出ZnAl2O4相.ZnO的含量对析出晶体的种类影响不大,主晶相都是云母晶体与莫来石(Al6Si2O13)相,但是对析出晶体的形态有较大程度的影响.在含2.0%ZnO的玻璃试样中,在800℃时首先析出莫来石晶体,进一步提高析晶温度,逐渐析出云母晶体.随着玻璃试样中ZnO含量的增大,云母晶体的析出呈现先增加后下降的趋势.     

ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶制备及表征

研究了ZnO-B2O3-SiO2溶胶-凝胶的制备过程,分析了凝胶的形成机理,探讨了干凝胶的析晶过程.结果表明随着SiO2/(ZnO+B2O3)比值的增大,样品胶凝时间逐渐延长,凝胶从浑浊转为清亮,而对应干凝胶的析晶温度升高.析出主晶相为Zn2SiO4,并存在少量的石英相.物相分析和红外能谱分析表明,在热处理过程前后,始终有B2O3-SiO2玻璃相存在于样品中.微观分析表明,经800℃高温热处理的干凝胶中存在着大量0.4μm左右的圆形气孔.     

Na2O-CaO-SiO2系透明微晶玻璃制备及其微观结构

制备了Yb3+掺杂的Na2O-CaO-SiO2系高结晶度、透明微晶玻璃。用差热分析(DSC)初步确定基础玻璃的核化及晶化温度范围,用X射线衍射(XRD)测定微晶玻璃析出晶相,用扫描电镜(SEM)研究微晶玻璃的微观结构。结果表明:组成为53SiO2-30CaO-17Na2O(摩尔分数,%)的基础玻璃经热处理析出了Na4Ca4Si6O18晶相;合适热处理制度为:595℃核化5 h,730℃晶化1 h;所制备的微晶玻璃析晶度高,晶粒尺寸约100μm,微晶玻璃仍具有较高的透明度。     

铝热反应氮化合成MgAlON材料的机理

以金属铝、氧化铝和氧化镁为原料,利用TG/DTA、XRD研究了反应氮化法合成MgAlON的形成过程,探讨了合成机理.在合成过程中,金属铝在660℃左右首先熔化,800℃后开始出现AlN相,950℃左右大量的AlN形成,l100℃后MgAlON相生成.随温度提高,MgAlON相增加.而在没有MgO或MgAl2O4稳定剂的存在下,合成AlON是很困难的.SEM观察表明含不同稳定剂的烧结试样的显微结构亦不同.MgAlON的形成机理认为是氮化形成的AlN和少量MgO·Al2O3,随着温度升高,AlN,Al2O3向尖晶石中固溶而形成MgAlON相.     

Fe2O3对SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系玻璃陶瓷析晶的影响

采用高温熔融法制备不同Fe2O3含量的SiO2-Al2O3-MgO-Fe2O3-F-系基础玻璃,应用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等技术研究了Fe2O3含量对玻璃析晶的影响规律.结果表明在所研究的玻璃体系中,当玻璃中引入2.0%(质量分数,下同)Fe2O3后,促进了玻璃体的分相,在800℃较低温度下析出氟云母晶体,氟云母晶体的形状受到分相区尺寸的限制.提高析晶温度有利于氟云母晶体的析出.当玻璃中Fe2O3提高到6.0%后,仍能获得透明玻璃体,但是在重新加热时首先形成FeFe2O4相,而抑制了云母晶体的析出.     

热处理制度对Mg-Y-Al-Si-O-N玻璃析晶行为的影响

分别研究核化温度、核化时间和晶化温度对Mg8.88Y5.92Al10.15Si15.22O52.65N7.19(摩尔分数,%)氧氮玻璃析晶行为的影响.此外,还对比研究了两步和一步热处理制度对此玻璃析晶行为的影响.用DSC曲线初步确定玻璃成核和晶化温度范围,再用传统方法确定玻璃的最佳热处理制度;用X-射线衍射仪鉴定微晶玻璃中的物相;用扫描电镜观察微晶玻璃的微观结构.结果表明:对于此组成玻璃,热处理制度严重影响微晶玻璃的析晶度和微观形貌,但对析出相的种类影响较小;所制备的微晶玻璃中均含YMgSi2O5N(48-1632)、MgSiO3(19-0768)和Mg3Al2(SiO4)3 (15-0742)相,其中YMgSi2O5N为主晶相,呈棒状.     

MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃介电特性

以2MgO-2Al2O3-5SiO2微晶玻璃为基础成分,引入TiO2和ZnO,探讨了TiO2,ZnO及不同的热处理条件对微晶玻璃相组成、介电性能的影响.结果表明Ti4+以单体TiO2形式存在,并未取代Si4+位置,形成固溶体,随TiO2含量的增加,致密化温度升高,谐振频率温度系数τf从负变正,介电常数εr增大,Qf值减小;ZnO在堇青石微晶玻璃中,Zn2+取代Mg2+位置,形成Mg1 91Zn0 09(Al4Si5 04O18)固溶体,降低体系的自由能,促进烧结;随烧结温度升高及保温时间的延长,相组成由MgAl2Si3O10,MgAl2Si4O12转化Mg1 91Zn0.09(Al4Si5 04O18)固溶体,εr减小,Qf增大.TiO2添加量为5ω/%的MgO-Al2O3-SiO2-ZnO-H3BO3玻璃,在900℃烧结2 h,可获得较佳的介电性能εr=5.53,Qf=14 000 GHz,τf=-7×10-6/℃,是一种理想的多层片式微波器件及模块用材料.     

热处理制度对Li2O-SiO2-P2O5系统玻璃的析晶和微观结构的影响

采用传统的熔融法制备了以P2O5为形核剂的Li2O-SiO2系统基础玻璃.通过差热分析方法获得该玻璃晶化的热处理条件,并确定了一步法和两步法的热处理工艺.利用XRD和SEM对一步法和两步法晶化处理后试样的物相组成和微观结构进行分析,讨论了不同热处理制度对析出晶相的种类和微观结构的影响.结果表明:一步法热处理得到的主晶相为亚稳定的一硅酸锂(Li2SiO3)晶体,继续升高热处理温度后,一硅酸锂(Li2SiO3)晶相向二硅酸锂(Li2Si2O5)转变,最后两步法热处理试样的晶相种类为Li2SiO3和Li2Si2O5 2种晶体.两步法热处理有利于稳定的Li2Si2O5晶体析出.从一步法到两步法的热处理,Li2Si2O5晶体的尺寸明显增加.另外,对于两步法热处理,在相同的形核时间下,延长晶体长大时间,Li2Si2O5晶体的生长比较缓慢.     

溶胶-凝胶法制备Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃粉末

采用溶胶-凝胶法制备了Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃粉末,利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等手段研究了Li2O-Al2O3-SiO2系玻璃的晶化过程,探讨了热处理温度和时间对晶相形成及晶体粒径的影响.结果表明:玻璃在热处理650℃下开始析晶,在1150℃左右晶体生长基本完全.随着热处理温度的升高和热处理时间的增加,晶体粒径增大.     

溶胶凝胶自燃合成MgAl2O4超细粉体

以Mg(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O为原料,分别采用尿素和柠檬酸为燃料,NH4NO3为燃烧助剂,用溶胶凝胶自燃合成(Sol-gel Auto ignition Synthesis,SAS)法制备MgAl2O4超细粉体(平均粒径20 nm～30 nm).2个体系在300℃～600℃之间发生燃烧反应,经煅烧后得到白色疏松的单相MgAl2O4粉体.利用BET、XRD、TEM等各种分析技术对尿素和硝酸盐及柠檬酸和硝酸盐形成的2种溶胶凝胶体系燃烧合成的粉体进行了研究,并与固相反应获得的粉体进行了比较.考察了点火温度、保温时间等对最终产物的影响.     

Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2气氛下的腐蚀

研究了600℃时Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2 3种气氛中的腐蚀行为，Fe-15Ce合金腐蚀后发生了Ce的内氧化或形成了复杂的腐蚀产物膜，而未出现Ce的选择性氧化或硫化，这主要是合金中存在着两相及Ce在Fe中极低的溶解度的结果。Fe-15Ce合金在本实验条件下的氧化-硫化腐蚀速度低于相同温度、压力下的纯硫化。     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

氢分子在贮氢材料Li2MgN2H2表面的吸附与解离

采用第一性原理计算方法研究了Li-Mg-N-H体系贮氢材料的放氢产物Li2MgN2H2的吸氢反应过程中的过渡态、表面电子态密度和表面能。结果表明:氢分子在Li2MgN2H2低指数表面中最低能量(100)表面的Mg-Mg-Li穴位吸附位置能够形成最稳定的吸附结构并发生解离,氢分子吸附能为-0.1898eV,解离能约为0.84eV(81kJ/mol),表明该反应所需的反应活化能仍较高,吸氢反应速度缓慢。     

Thermodynamic evaluation of phase equilibria in the CaCl2-MgCl2-CaF2-MgF2 system

The phase diagram of the CaCl₂-CaF₂-MgCl₂-MgF₂ reciprocal ternary system was calculated thermodynamically from available data on the common-ion binary subsystems and from available data on the CaCl₂-MgF₂ join. This join is very nearly quasibinary and divides the system into two quasiternary systems: the CaCl₂-MgF₂-CaF₂ system with a ternary eutectic calculated at 724 +-5 °C and the CaC₂-MgF₂-MgCl₂ system with a ternary eutectic calculated at 561 +-5 °C.     

添加SnO_2组元对RuO_2 SnO_2 TiO_2/Ti钛阳极组织形貌的影响

通过溶胶凝胶 (Sol gel)法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量SnO2 的RuO2 SnO2 TiO2 /Ti三元涂层钛阳极。并通过X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)、透射电子显微 (TEM )分析了SnO2 组元对RuO2 TiO2 SnO2 /Ti阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明 ,所获三元涂层颗粒尺寸细小 ,均为纳米结构 ,且添加SnO2 组元后有显著细化涂层晶粒的效果。在不同退火温度下 ,随SnO2 含量的增加 ,涂层晶粒均能发生一定程度的细化。所获三元阳极涂层主要组成物相为金红石 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体 ,SnO2 组元含量较高的涂层出现不同成分金红石相共存的现象 ;当涂层退火温度由 45 0℃升高至 6 0 0℃后 ,SnO2 组元不能阻止 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体脱溶分解 ,并析出六方晶系Ru单质 ;添加SnO2 组元的RuO2 SnO2 TiO2 涂层晶粒外观呈较理想等轴状特征     

Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.     

SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃的析晶

为了研究ZrO_2含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃析晶特征的影响,采用传统的熔融-冷淬法制备了不同ZrO_2含量的玻璃试样.结果表明:在所研究的玻璃中,ZrO_2的最大溶解量在5.0%(质量分数,下同)左右,超过其饱和溶解度后将析出氧化锆相.玻璃样品在700 ℃处理发生非晶态的分相现象,分相区主要是氟元素的偏聚,而没有形成锆元素的偏聚.在不同氧化锆含量的玻璃中析出的晶体有氟云母和少量ZrO_2与莫来石相.ZrO_2加入量的提高有助于在低温下析晶,但ZrO_2含量的提高抑制了氟云母晶体的析出.随着玻璃中ZrO_2含量的提高,析出晶体从玫瑰花形向团簇状转变.     

First-principles study of electronic structure and magnetic properties of orthorhombic CrGa2Sb2 and MnGa2Sb2

By the first-principles calculations, we present the results of electronic structure and magnetic properties on bulk CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂ in an orthorhombic structure with the linear chains of transition-metal Cr and Mn atoms, using four different exchange correlation potentials: the local density approximation (LDA), the generalized gradient approximation (GGA), GGA + U, and the Tran-Blaha modified Becke-Johnson functional (mBJ). The electronic structure calculations from four exchange correlation potentials show that CrGa₂Sb₂ is a pseudogap (negative gap) material with very small density of states (DOS) at the Fermi level, while MnGa₂Sb₂ has notably higher DOS at the Fermi level compared to CrGa₂Sb₂, exhibiting stronger metallic conductivity, although the mBJ potential obtains lower DOS at the Fermi level than LDA and GGA for both CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂. The GGA + U method with a small value (1 eV) of the on-site Coulomb interaction parameter U obtains lower DOS at the Fermi level compared to the large value of U. In agreement with the measurement data, the total energy calculations reveal that both CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂ have a stable ferromagnetic ground state with lower energies relative to antiferromagnetic state. Based on the Heisenberg model, the magnetic exchange constants between the nearest-neighbor Cr–Cr and Mn–Mn along transition-metal linear chains are calculated to be 48.6 meV and 27.5 meV for CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂, respectively. By the mean-field approximation method, we calculated the Curie temperature of two compounds to be above room-temperature.     

High temperature corrosion of Fe-Cr-Mn-alloys in H2-H2S and H2-H2O-H2S gas mixtures

The sulfidation of Fe-20% Cr-30% Mn, Fe-25%Cr-20%Mn and Fe-25% Cr was studied at 700°C in H₂-H₂S and the oxidation and sulfidation in H₂-H₂O-H₂S after preoxidation in H₂-H₂O. The sulfidation rate is strongly increased for the Mn-containing alloys, layers of (Mn,Cr)S and (Mn,Fe)Cr₂S₄ are formed. Also the oxidation rate is enhanced compared to Fe-25% Cr by formation of MnCr₂O₄ instead of Cr₂O₃. The sulfidation after preoxidation leads to internal and external sulfidation of the Mn-containing alloys. With increasing oxygen pressure p(O₂) = 10^?26…10^?22 atm. of the H₂-H₂O-H₂S mixtures the sulfidation is suppressed, for the higher oxygen pressure 10^?23 and 10^?22 atm. fast oxidation prevails under formation of MnCr₂O₄. Manganese cannot increase the sulfidation resistance of alloys, in spite of the stability and low degree of disorder of its sulfide, since the mixed sulfide (Mn,Cr)S is formed which has a high degree of disorder, high diffusivities and high growth rate according to the doping effect of trivalent Cr³⁺.