La2O3、Nd2O3、Y2O3对高岭石高温相变动力学的影响

利用综合热分析技术、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)研究了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温条件下转变成莫来石过程的作用,并采用Kissinger方程、Ozawa方程以及JMA修正方程(Ⅰ)和(Ⅱ)分析了La_2O_3、Nd_2O_3、Y_2O_3对高岭石高温相变动力学的影响。结果表明:3种稀土氧化物的掺入对高岭石的相变动力学参数产生了影响,相变活化能和频率因子与未掺入稀土氧化物的高岭石相比有所降低,析晶方式则未发生变化,均属于体积晶化。对比掺入3种稀土氧化物的高岭石相变活化能和频率因子可以看出,Y_2O_3对于高岭石高温条件下相变的促进作用最为明显,相变活化能最低。稀土氧化物对于高岭石高温相变产物影响不大,主晶相为莫来石相,次晶相为方石英相,但稀土氧化物的掺入使得方石英相的结晶度明显提高。     

ZrO2增韧Al2O3陶瓷颗粒对增强高铬铸铁基复合材料冲击磨料性能影响

传统的耐磨钢铁材料难以满足现代矿山装备对关键耐磨部件的需求,陶瓷颗粒增强钢铁基耐磨复合材料成为最具良好应用前景的耐磨材料之一。通过预烧结获得不同体积分数及不同颗粒大小的陶瓷预制体,结合铸渗法制备出氧化锆(ZrO₂)增韧氧化铝(Al₂O₃)陶瓷颗粒增强高铬铸铁(HCCI)基复合材料。结果表明：随着ZTA(ZrO₂增韧Al₂O₃)颗粒体积分数(25%～45%)的增加,ZTA颗粒等效直径(1.7,1.2,0.4 mm)减小,复合材料抗冲击磨损性能随之提高,以颗粒体积分数为45%、等效粒径为0.4 mm时最佳。ZTA_p/HCCI复合材料的主要磨损特征是磨损面发生微切削,其主要磨损机制是磨料磨损。     

Al2O3基陶瓷材料增韧的研究进展

Al_2O_3基陶瓷材料具有高的化学稳定性,有较好的应用前景,但其脆性限制了它的推广应用,对氧化铝陶瓷进行增韧是解决其脆性问题的一条重要途径。简要介绍了目前氧化铝陶瓷的增韧方法和增韧机理,综述了氧化铝陶瓷增韧的研究现状,分析了氧化铝陶瓷增韧研究中存在的主要问题,展望了氧化铝陶瓷增韧的发展方向,提出了原位生长及复合增韧是高性能Al_2O_3基陶瓷材料的研究重点。     

ZrO2 (Y2O3) 增韧的氮化硅烧结体的性能及相关系

在高温(1400℃) 超高压(4. 2GPa) 下制备Y₂O₃ 部分稳定的ZrO₂ 增韧的氮化硅烧结体, 通过XRD 及机械性能测试等方法分析ZrO₂ 的相结构, 研究氮化硅烧结体的增韧机理。结果表明, 烧结体中加入少量的铝粉, 可提高t2ZrO₂ 的相变能力, 达到利用部分稳定的ZrO₂ 增韧氮化硅烧结体的目的。稳定剂Y₂O₃ 在ZrO₂ 中含量小于2. 5mol% 时, t→m 相变量及断裂韧性随Y₂O₃ 含量增加而逐渐提高, 韧性提高来源于相变增韧和微裂纹增韧; Y₂O₃含量大于2. 5mol% 时, t 相接近100% , 韧性主要来源于相变增韧, 增韧效果随Y₂O₃ 含量增加而逐渐减弱。Y₂O₃ 作为良好的烧结助剂, 促进氮化硅烧结体在超高压下致密化, 烧结体的硬度随Y₂O₃ 含量增加逐渐提高。      

9Al2O3·2B2O3晶须补强PZT95/5型铁电相变陶瓷材料的研究

本文采用９Ａｌ２Ｏ３、２Ｂ２Ｏ３晶须补强了ＰＺＴ９５／５型铁电相变陶瓷材料，研究了晶须添加量与材料的和学性能之间的关系，实验结果表明：（１）复合材料的最佳烧结温度随着添加含量的增加而降低，（２）适量的晶须添加对的特殊电性能无明显影响，而材料的力学性能有较明显的改善，例如含０．３ｗｔ％晶须的材料，其抗折强度比基料提高了４２．２４％，（３）晶须的拔出，桥接对的增韧中具有重要意义。     

Al2O3/ZrO2/ZrSiO4复合材料的研究

在Al2O3颗粒补强锆英石陶瓷的研究基础上,探讨了Al2O3与ZrO2共同对锆英石陶瓷的协同补强增韧行为.制备的锆英石基复合材料的室温抗弯强度和断裂韧性分别可达383.31MPa、4.39 MPa·m12.采用XRD分析了复合材料的相组成,采用SEM观察复合材料的断面形貌.结果显示:ZrSiO4为主要晶相,另外还有少量Al2O3和ZrO2存在;第二种增强体ZrO2的最佳引入量为20％(质量分数);确定复合材料的强韧化是由Al2O3和ZrO2颗粒引起的裂纹偏转、微裂纹增韧与ZrO2颗粒引起的相变增韧共同作用而实现的,断裂方式主要为穿晶断裂.     

温度对Al2O3/ZrB2/ZrO2复合材料摩擦磨损特性的影响

采用UMT-2多功能摩擦实验机,研究了温度对Al2O3/ZrB2/ZrO2复合刀具材料摩擦磨损性能的影响,并分别使用白光干涉仪和扫描电镜分析实验后磨痕的轮廓和微观形貌。结果表明,常温摩擦时,随着ZrB2/ZrO2含量的增加,AZ系列自润滑陶瓷材料与硬质合金对摩时的摩擦系数逐渐降低。高温摩擦时,随着环境温度的提高,表面摩擦温度不断上升,生成的润滑膜有助于使摩擦系数和磨损率下降。     

La2O3对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

利用高钛高炉水淬渣和废玻璃粉为基础原料,以CaCO_3为发泡剂,Na2B4O7·10H_2O为助熔剂,Na_3PO_4·12H_2O为稳泡剂,通过"一步法"烧结制备微晶泡沫玻璃,研究了La_2O_3的添加对微晶泡沫玻璃物相、结构及性能的影响。结果表明,添加La_2O_3对晶相种类改变不明显,但会提高晶化程度。随着La_2O_3添加量由0%(质量分数,下同)增至1.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径减小,晶粒由粒状变为短棒状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度升高,气孔率、吸水率和导热系数降低。La_2O_3添加量继续由1.5%增至3.5%,微晶泡沫玻璃的气孔孔径增大,晶粒尺寸逐渐变小直至呈现无规则形状,微晶泡沫玻璃的体积密度、抗压强度降低,气孔率、吸水率和导热系数升高。当La_2O_3添加量为1.5%时,所制得的微晶泡沫玻璃的综合性能最佳。     

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.     

微波烧结和常压烧结对Al2O3-ZrO2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结，对Al2O3-ZrO2复合材料的基本性能进行了研究，提出了相关的磨损机理，与常压烧相比，微波烧结可以提高ZTA陶瓷的密度，强度和韧，使其结构均匀，耐磨性提高，常压吉样品的磨损主要是晶粒铲平，磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面；而向波烧结ZTA陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损，载荷的增加使磨损量增大。     

三维网络结构Al2O3陶瓷/高铬铸铁复合材料干摩擦磨损性能

采用往复式滑动摩擦磨损（SRV）试验机研究了高铬铸铁及三维网络结构Al₂O₃陶瓷增强高铬铸铁复合材料的干摩擦磨损性能,测量了高铬铸铁和Al₂O₃陶瓷/高铬铸铁复合材料在不同摩擦频率及载荷下的摩擦系数和磨损率;用扫描电镜观察磨损表面形貌,并分析了三维网络Al₂O₃陶瓷对复合材料磨损机制的影响。结果表明：陶瓷Al₂O₃与高铬铸铁基体之间具有良好的界面结合,复合材料的摩擦系数随摩擦频率和载荷的变化保持稳定,耐磨性远优于高铬铸铁,而且随着摩擦频率和载荷的增加,Al₂O₃陶瓷/高铬铸铁复合材料的抗磨损性能明显提高,这是由于复合材料中Al₂O₃与高铬铸铁相之间三维空间结构和良好的界面结合有利于摩擦载荷的传递;三维Al₂O₃陶瓷骨架在磨损表面形成硬的网络突体并起承载作用,能有效保护金属基体;磨损机制为氧化磨损及磨粒磨损共同作用。     

玻璃纤维增强PA66复合材料与Al2O3陶瓷的摩擦磨损行为

研究了25%(质量分数)玻璃纤维增强PA66复合材料(25%GF/PA66)在干摩擦和水润滑条件下与Al₂O₃陶瓷之间的摩擦磨损行为。采用激光共聚焦扫描显微镜、 扫描电子显微镜、 傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱分析仪对25%GF/PA66的组织、 磨损形貌和磨损表面的化学结构变化进行分析。结果表明: 相同实验载荷时,润滑条件下25%GF/PA66的摩擦系数小于干摩擦条件下的摩擦系数,但磨损体积却远远大于干摩擦条件下的磨损体积。在有水存在的条件下,机械微切削作用持续发生,温度的升高使25%GF/PA66试样变形,同时引起酰胺基团发生水解,C—C键大量断裂,导致磨损体积增加。采用扩展表面一般导热模型计算本实验所用材料的热软化温度为105.9℃。     

多次重熔过程中La2O3对Sn-58Bi钎料组织及性能的影响

为提高Sn-58Bi钎料的钎焊性,采用机械混合法制备了不同La2O3含量的Sn-58Bi低温无铅复合钎料.借助SEM、EDS和DSC等分析手段研究了La2O3对Sn-58Bi钎料显微组织、熔化特性以及力学性能的影响,并考察了多次重熔过程中Sn-58Bi-x La2O3/Cu界面IMC层组织演变.研究结果表明:La2O3的加入可以抑制大块富Bi相的偏析生成,但对钎料熔点的影响不大;在多次重熔过程中,同一种钎料的界面IMC层晶粒粒径随重熔次数的增加而增大,但La2O3的加入能有效阻碍界面IMC层晶粒粗化;加入不同含量La2O3后,复合钎料的硬度和模量都有一定程度的提高,其抵抗局部变形、开裂的能力提高,从而提高无铅钎料焊点在实际封装过程中的可靠性.     

三维网络Al2O3增强球墨铸铁基复合材料摩擦磨损性能

采用SRV摩擦磨损试验机研究了球墨铸铁及三维网络Al₂O₃增强球墨铸铁基复合材料的干摩擦磨损性能, 测量了球墨铸铁和复合材料在不同摩擦频率及载荷下的摩擦系数和磨损率; 用扫描电镜观察磨损表面形貌, 并分析了三维网络Al₂O₃对复合材料磨损机制的影响。结果表明: 陶瓷与金属基体之间具有良好界面结合的三维网络Al₂O₃/球墨鋳铁复合材料, 其摩擦系数随载荷和摩擦频率的变化保持稳定; 复合材料的耐磨性能远优于球墨铸铁, 而且随着摩擦频率和载荷的增加, 复合材料的抗磨损性能明显提高。这是由于复合材料中陶瓷与金属相之间三维空间结构和良好的界面结合有利于摩擦载荷的传递; 金属基体中的石墨减摩作用保持摩擦系数的稳定; 三维陶瓷骨架在磨损表面形成硬的微突体并起承载作用, 制约了基体的塑性变形和高温软化, 有利于磨损表面氧化膜的留存。     

Time-resolved spectroscopy of intrinsic luminescence of Y3Ga5O12 and (LaLu)3Lu2Ga3O12 single crystals

The nature of intrinsic luminescence of Y₃Ga₅O₁₂ (YGG) and (LaLu)₃Lu₂Ga₃O₁₂ (LLGG) single crystals grown from a melt was determined. In the case of a YGG single crystal containing Y_Ga antisite defects with a concentration of 0.25–0.275 at.% the intrinsic luminescence was considered as a superposition of luminescence of self-trapped excitons (STE), luminescence of excitons localized near antisite defects (LE(AD) centers) and luminescence caused by a recombination of an electron with a hole captured at Y_Ga antisite defects. Due to a large (2–3%) concentration of Lu_La antisite defects in LLGG single crystals the intrinsic luminescence was a superposition mainly of the LE(AD) center emission and the recombination luminescence of Lu_La antisite defects. The energy structure of the mentioned centers in YGG and LGGG hosts was determined from the excitation spectra of their luminescence under excitation by synchrotron radiation in the range of the fundamental absorption edge of these garnets.     

Thermodynamic calculation and experimental investigation on the products of carbothermal reduction of Al2O3 under vacuum

In this research, thermodynamic analysis and XRD were used to study the products in carbothermal reduction of Al₂O₃ under vacuum. Gaseous reduction product, Al(g) or Al₂O(g), was produced in carbothermal reduction of Al₂O₃ at 1623 K under 5-30 Pa, and carried out further reactions with CO(g) to produce Al₄O₄C, Al₄C₃, Al₂O₃ and C. Aluminum product was produced by carbothermal reduction of Al₂O₃ at low temperature 1623 K under 5-30 Pa, which was the condensate product of Al(g) or disproportionation product of Al₂O(g). Aluminum product in condensation tower would be reduced due to the reactions between Al(g) and CO(g) or Al₂O(g) and CO(g).     

The role of Ag particles deposited on TiO2 or Al2O3 self-organized nanoporous layers in their behavior as SERS-active and biomedical substrates

In this paper, we present recent results of investigations of hybrid materials consisting of nanoporous oxides layers loaded with Ag nanoparticles: Ag/TiO₂-n/Ti and Ag/Al₂O₃-n/Al (where “n-“stands for nanotubes), which could be used as active SERS substrates or as bioactive materials in medicine (implants). Simple electrochemical, chemical and physical methods appear suitable for fabricating such hybrid materials having different functional properties.     

Growth characteristics and electrical properties of La2O3 gate oxides grown by thermal and plasma-enhanced atomic layer deposition

We comparatively investigated thermal and plasma-enhanced atomic layer deposition (T-ALD and PE-ALD, respectively) of lanthanium oxide (La₂O₃) films using tris(isopropyl-cyclopentadienyl)lanthanum [La(iPrCp)₃] as a La precursor. H₂O and O₂ plasma were used as reactants for T-ALD and PE-ALD La₂O₃, respectively. Both of the processes exhibited ALD mode growth with good self-saturation behavior and produced pure La₂O₃ films. However, PE-ALD La₂O₃ showed higher growth rate and dielectric constant value than those of T-ALD La₂O₃. In addition, lower leakage current density and interface state density were observed for PE-ALD La₂O₃, compared to those of the T-ALD La₂O₃. These experimental results indicate that the PE-ALD La₂O₃ process using La(iPrCp)₃ precursor can be one of the viable options applicable into future microelectronic industry.     

Preparation,phase structure and microwave dielectric properties of a new low cost MgLi2/3Ti4/3O4 compound

A novel Li-based spinel compound with the composition of MgLi_2/3Ti_4/3O₄ was synthesized by the conventional solid-state reaction method. The phase structure was studied by X-ray diffraction (XRD) technique. When the calcination temperature was over 1050 °C, a single phase compound which has a cubic structure [Fd-3m (227)] with cell parameters of a = 8.4057 Å, V = 593.91 Å³, ρ = 3.51 g cm⁻³ and Z = 8 was obtained. MgLi_2/3Ti_4/3O₄ ceramic could be well densified after sintering above 1125 °C. The microwave dielectric properties were measured using a microwave vector network analyzer in the frequency range of 7–9 GHz MgLi_2/3Ti_4/3O₄ ceramic sintered at 1125 °C for 2 h showed microwave dielectric properties of ?_r = 20.2, Q × f = 62,300 GHz, and τ_f = −27.1 ppm °C⁻¹. Furthermore, 0.95MgLi_2/3Ti_4/3O₄–0.05CaTiO₃ ceramic sintered at 1200 °C for 2 h exhibited good properties of ?_r = 22.6, Q × f = 48,000 GHz, and τ_f = −2.3 ppm °C⁻¹.