铁氧体－微晶玻璃纳米复合材料的结构与性能

采用溶胶-凝胶工艺首先合成了NICuZn铁氧体纳米粉末和MgO－Al2O3-SiO2(MAS)凝胶玻璃粉末,将两种粉末按一定比例均匀混合,烧结后得到了由NiCuZn铁氧体和堇青石微晶体两相共存的铁氧体一微晶玻璃纳米复合材料。该材料具有可调控的电磁性能,其起始磁导率高于3、介电常数低于6、截止频率高于2GHz,可望用作持高频多层片式电感介质材料．     

不同炭化温度制备的C/0.5Al2O3-0.5P2O5-100SiO2凝胶玻璃的光学性质

通过醇盐不完全水解制备了含有有机基团(O-C₂H₅)的0.5Al₂O₃-0.5P₂O₅-100SiO₂凝胶,在氮气中加热到300～700℃使其中的有机基团炭化,得到镶嵌在凝胶玻璃中不同尺寸的碳纳米颗粒.利用高分辨电镜、X射线衍射和喇曼光谱研究了碳纳米颗粒的结构,发现凝胶玻璃中的碳颗粒为非晶碳纳米颗粒.测试了它们的吸收光谱,发现了由于量子限域效应引起的吸收边的移动.在532um Nd:YAG激光的激发下镶嵌有碳纳米颗粒的凝胶玻璃有一强的室温发光,发光峰在586um左右.发光峰几乎不随碳纳米颗粒尺寸的变化而变化.这种发光产生于碳纳米颗粒的表面或碳颗粒和凝胶网络的界面.     

M型钡铁氧体及其离子取代复合铁氧体制备现状

总结和详细评述了近年来M型钡铁氧体及其离子取代复合铁氧体超微粉末制备合成领域的一些最新研究进展,如溶胶-凝胶法、有机树脂法、化学共沉淀法、水热法、燃烧合成法、玻璃结晶法、微乳液法等.这些方法是当今合成超微粉末材料的重要方法.     

固相法合成Li铁氧体纳米粒子

以Li₂CO₃和α-Fe₂O₃粉体为原料,通过高能球磨的机械化学处理,制备出具有固溶体结构的Li铁氧体的前驱体．将前驱体在远低于固相反应所需的温度下进行热处理,得到Li铁氧体粉体,这一反应是通过LiFeO₂作为中间相完成的．用Mossbauer谱、XRD、IR光谱、TEM及VSM方法对制得的Li铁氧体粉体进行了表征．结果表明,所得铁氧体为纳米粒子,具有有序结构,其比饱和磁化强度高于用湿化学方法所得的纳米粒子,且具有较高的矫顽力．     

大尺寸La2O3-TiO2-ZrO2非晶塑性烧结行为

La₂O₃-TiO₂-ZrO₂玻璃具有很高的折射率, 在镜头材料和上转换发光基质材料等领域表现出良好的应用前景, 但其玻璃形成能力低, 通常只能采用快速冷却的方法制备, 因此难以获得大尺寸材料。为了获得大尺寸La₂O₃-TiO₂-ZrO₂玻璃, 本研究采用La₂O₃-TiO₂-ZrO₂非晶粉末为原料, 利用非晶在玻璃转变温度以上的塑性行为, 在温度动力学窗口ΔT内进行热压烧结制备了大尺寸La₂O₃-TiO₂-ZrO₂玻璃, 在保持非晶的前提下实现了La₂O₃-TiO₂-ZrO₂粉末的完全致密化。采用SEM、XRD等方法研究了样品的显微结构和相组成。研究发现, 当烧结温度高于910 ℃时, 烧结过程中会析出La₄Ti₉O₂₄晶相; 当烧结温度低于900 ℃时, 样品保持良好的非晶性, 并随着烧结温度的增加, 样品的致密度有所升高。烧结压力也会影响烧结过程, 样品的致密度随着烧结压力升高而增加。大尺寸La₂O₃-TiO₂-ZrO₂非晶材料具有很高的折射率, 在587.6 nm处折射率可达到2.33。在La₂O₃-TiO₂-ZrO₂非晶粉末烧结过程中, 塑性流动是其主要的传质机理。     

ZrO2(Y2O3)含量对双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B-ZrO2(Y2O3)复合材料力学性能的影响

多相Mo-12Si-8.5B合金是一种很有应用前景的高温结构材料,为了同时提高Mo-12Si-8.5B合金的强度和韧性,提出了采用纳米ZrO₂(Y₂O₃)强韧化具有双峰晶粒度分布Mo-12Si-8.5B复合材料的方法。首先采用溶胶-凝胶和高温氢还原法制备了纳米Mo-ZrO₂(Y₂O₃)复合粉末,然后以纳米Mo-ZrO₂(Y₂O₃)粉末和微米Mo粉末为原材料,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备了具有双峰晶粒度分布的Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料。结果表明,随着ZrO₂(Y₂O₃)含量的增加,制备的Mo-ZrO₂(Y₂O₃)纳米粉末的粒度和烧结体相对致密度均逐渐减小,ZrO₂(Y₂O₃)含量小于2.5wt%时,烧结体的相对致密度均大于98.1%。当ZrO₂(Y₂O₃)含量为1.5wt%和2.5wt%时,复合材料具有较高的硬度(9.76~9.98 GPa),抗弯强度(672~678 MPa)和断裂韧性(12.68~12.82 MPa·m1/2)。Mo-12Si-8.5B-ZrO₂(Y₂O₃)复合材料中Mo晶粒细化、粗细Mo晶粒的晶界强化和纳米ZrO₂(Y₂O₃)颗粒第二相强化是提高硬度和抗弯强度主要原因;复合材料中粗晶粒Mo和纳米ZrO₂(Y₂O₃)有助于断裂韧性的提高,材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。      

纳米ZnFe2O4气敏材料的结构和敏感特性研究

ＺｎＦｅ_２Ｏ_４是传统的铁氧体材料,近年来又发现具有良好的气敏性能．本文采用化学共沉淀法制备了纳米尺寸的ＺｎＦｅ_２Ｏ_４粉末,利用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＳＥＭ等手段研究了结构特性．以ＺｎＦｅ２Ｏ４纳米粉末为原料制备了厚膜气敏元件,测试了元件的气敏性能,并对气敏机理给予了解释．     

Sol-Gel-SCFD法制备纳米莫来石

以AIP(Aluminum-isopropoxde)和 TEOS(Tetraethyl Orthosilicate)为主要原料,采用Sol-Gel-SCFD(超临界流体干燥)技术制备了n(Al₂O₃):n(SiO₂)=3:2的Al₂O₃-SiO₂二元纳米气凝胶,通过中温煅烧,获得了纳米级莫来石.用热重-差示扫描热量计(TG-DSC)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和物理吸附分析仪(Autosorb)等手段对二元纳米气凝胶和纳米莫来石进行了分析和研究.TG-DSC研究表明,在煅烧过程中,气凝胶的大部分失重(15.98％)在700℃左右已完成,DSC曲线上在445和 1015℃存在的两个放热峰是由于二元凝胶中的Si-O-Al-O结构重整和莫来石化所致,而在805℃处小的吸热峰是由体系中结构水分解所致;借助于 TG-DSC、XRD和 TEM分析手段,可以确定在纳米Al₂O₃-SiO₂二元材料内,莫来石的开始形成温度为1015℃左右.XRD分析表明,完全转变成莫来石温度在1100～1200℃之间,1200℃可得晶粒发育良好的纳米级莫来石;TEM和物理吸附分析仪测试结果表明,1100和1200℃所得纳米莫来石的微粒大小分别为30和50nm左右, 比表面积分别为138.91和95.81m²/g.     

含锰锌铁氧体磁性生物活性玻璃陶瓷制备工艺及其性能研究

在磷灰石/硅灰石生物活性玻璃陶瓷(A-WGC)中掺杂锰锌铁氧体, 制备出一种新型的磁性生物活性玻璃陶瓷, 并研究了不同制备工艺对其磁性和生物活性的影响. 结果表明, 使用不同掺杂工艺制备的材料的主晶相均为硅灰石、磷灰石、氟磷灰石和分子式为Zn_0.75Mn_0.75Fe _1.5O₄的锰锌铁氧体. 在充磁至7.96×10⁵A·m^-1时, 各材料的饱和磁化强度相差不大, 在5.4~5.9A·m²·kg^-1之间. 材料的生物活性与烧结前和锰锌铁氧体前驱体复合的A-WGC原料的反应活性有关, A-WGC原料的反应活性越低, 材料的生物活性越好. 比较各材料, 采用将A-WGC前驱体高温煅烧后再与锰锌铁氧体前驱体固相混合的工艺制备的材料具有良好的磁性和较高的生物活性.     

聚苯胺纳米纤维/锂锌铁氧体复合吸波材料的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锂锌铁氧体(Li_0.435Zn_0.195Fe_2.37O₄,LZFO),界面聚合法制备纯聚苯胺(PANI)和PANI纳米纤维/LZFO复合材料。通过SEM、XRD、FTIR和矢量网络分析(PNA)等对材料的物相、结构和吸波性能进行了表征和分析。结果表明:制备出的样品分别为PANI、LZFO和不同配比的PANI纳米纤维/LZFO复合材料。在2~18 GHz范围内,PANI纳米纤维/LZFO复合材料的电磁波反射率<-10 dB的波段有2个,吸波性能较纯PANI和LZFO有了很大提高,并且拓宽了吸波频带,当PANI纳米纤维/LZFO复合材料中PANI纳米纤维的质量分数为10%,其综合吸波性能最佳,电磁波反射率<-10 dB的波段分别为2.5~5.5 GHz波段和14.5~16.5 GHz波段,最大吸收峰可达到-33.8 dB。而PANI和LZFO在电磁波反射率<-10 dB的波段只有1个。因此通过PANI纳米纤维接枝铁氧体,可调节电磁参数,提高材料的吸波性能。      

片状Fe-Cr-Si-Al 磁粉/Co2Z铁氧体粉末混合组分的电磁特性

采用机械球磨的方法扁平化处理气雾化Fe-Cr-Si-Al软磁合金（SMSS）粉末，并以柠檬酸溶胶-凝胶法合成六角铁氧体Ba3Co2Fe24O41（C02Z）粉末．运用SEM、XRD表征粉末的表面形貌和晶体结构，并测试不同质量比的片状SMSS磁粉与Co2Z粉末混合组分在2．0-8．2GHz范围的复介电常数和复磁导率．结果表明，随着Co2Z粉末质量分数的增加，样品的复介电常数和复磁导率减小；同时计算得到的反射系数曲线显示样品的匹配频率移向高频，当SMSS磁粉与Co2Z粉末的质量比为4／1时，样品具有最小的反射系数峰值．     

活性炭载体对TiO2/活性炭中二氧化钛晶粒生长及相变的影响

以活性炭为载体,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/活性炭(TiO2/AC)复合体,并利用SEM和XRD手段对复合体进行表征,通过Dt2=ktnexp(-E/RT)方程的计算,分析,研究活性炭对复合体中TiO2晶粒生长及其相变的影响.结果表明TiO2/AC复合体晶粒粒径增长的时间比TiO2本体短;TiO2/AC复合体纳米粒子平均尺寸为50nm比TiO2本体小;锐钛矿向金红石转变的相变温度和晶粒生长最快温度TiO2/AC复合体比TiO2本体高.锐钛矿和金红石晶粒生长的表观活化能TiO2/AC复合体分别为6.21±1.27和46.54±1.56kJ/mol,TiO2本体分别为5.764±1.02和36.4±1.14kJ/mol.在锐钛矿阶段和金红石阶段TiO2/AC复合体反应指数分别为0.19和0.35,而TiO2本体分别为0.13和0.26.原因是活性炭的强吸附力和非晶相层对TiO2晶粒生长的阻遏作用.     

Co-Firing Behavior and Interfacial Structure of BaO-TiO2-B2O3-SiO2 Glass-Ceramics/NiCuZn Ferrite Composites

This paper presents the co-firing behavior and interfacial structure of BaO-TiO₂-B₂O₃-SiO₂ glass-ceramics/NiCuZn ferrite multi-layer composites. Several effective methods, such as sandwich stacking structure and sintering shrinkage modification, are proposed to prevent the camber problem due to the mismatched shrinkage during sintering process to fabricate high-frequency chip inductors that are composite by NiCuZn ferrite and dielectric glass ceramic.     

SPS原位反应制备TiC/Ti2AlC/TixAly系复合材料的微观结构及其导电性能

以Al₄C₃、Ti和石墨混合粉体为原料, 采用放电等离子技术原位反应制备了TiC/Ti₂AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料. 利用XRD、SEM、TEM研究了复合材料的相组成和微观结构, HRTEM的观察结果显示复合材料的相界面清洁干净, 无非晶相存在. 同时研究了TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的原位反应烧结过程, 并对复合材料的导电行为进行了表征. 在室温时TiC/Ti₂AlC材料的电导率大于TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料,其中TiC/40vol%Ti₂AlC的电导率最高达到8.83×105S/m. TiC/Ti2AlC两相复合材料和TiC/Ti₂AlC/Ti_xAl_y三相复合材料的电导率均随温度的升高而下降, 呈现电导的金属性特征, 同时电导率随温度变化关系符合Arrhenius理论.     

CaCu3Ti4O12/NiCuZn铁氧体基磁电复合材料研究

将CCTO(CaCu3Ti4O12)与NiCuZn铁氧体进行复合,系统地研究了组分变化对这种新型磁电复合材料的烧结性能、晶相结构、显微结构和磁电性能的影响。随后,为了实现复合材料的低温烧结以及综合考虑复相陶瓷的磁电性能,选取80%(质量分数,下同)NiCuZn铁氧体/20%CCTO组分,以BBSZ(Bi2O3-H3BO3-SiO2-ZnO)玻璃作为助熔剂,研究了CCTO/NiCuZn铁氧体基复合材料的烧结行为和磁电性能。结果表明,掺杂BBSZ后,900℃下烧结的所有样品的密度均达到了复相陶瓷理论密度的95%,且复相陶瓷的介电常数和磁导率在1～30 MHz范围内均不依赖于频率的变化。在10 MHz的频率下,当BBSZ的含量从0增加到3%时,复相陶瓷磁导率μ从13.2增加到47.9,磁损耗tanδμ从0.022下降到0.017,同时,样品的谐振频率从109Hz左右移动到3.2×108Hz。相应地,复相陶瓷的介电常数ε从9.2增加到16,介电损耗tanδε从0.069下降到0.012。这一优异的整体性能使其有望实际应用。     

一种新的MoSi2基复合材料显微结构及其对力学性能的影响

本文研究了原位生成的ＴｉＣ／ＴｉＢ２／ＭｏＳｉ２三相复合材料的一种新的显微结构及其对力学性能的影响,结果表明,当热压金属Ｔｉ,Ｂ４Ｃ和ＭｏＳｉ２的混合粉末时,在ＭｏＳｉ２的基体内生成由ＴｉＣ和ＴｉＢ２组成的空心粒子。     

Electromagnetic properties of low-temperature-sintered (Ba<Subscript>0.6</Subscript>Sr<Subscript>0.4</Subscript>)TiO<Subscript>3</Subscript>/NiCuZn composites

Dense (Ba_0.6Sr_0.4)TiO₃/Ni_0.37Cu_0.20Zn_0.43Fe_1.92O_3.88 (BST/NiCuZn) composites were prepared by the conventional solid-state reaction method and sintered at 1,050°C. The phase composition and surface morphology of the composites were investigated using XRD and SEM, respectively. The dielectric and magnetic properties of the composites were also reported. In low frequency range the dielectric properties of the BST/NiCuZn composites show Maxwell–Wagner relaxation. In high frequency range the BST/NiCuZn composites possess high dielectric constants and permeabilities, which can be used in high-frequency communications for capacitor-inductor integrating devices such as electromagnetic interference filters and antennas.     

ZrO2-Ti系材料的热力学分析与显微结构研究

通过热力学数据的预报与计算,对ＺｒＯ２－Ｔｉ体系的相间热力学稳定性进行了分析,并确定了材料民折和学条件。在此基础上常压烧结合不同组分配比的ＺｒＯ２－Ｔｉ系复合材料,并采用ＸＲＤ,ＳＥＭ,ＴＥＭ等方法对材料的显微结构进行了表征,ＺｒＯ２－Ｔｉ系均质复合材料由α－Ｔｉ相,四方ＺｒＯ２相和少量的单斜ＺｒＯ２相组成,ＸＲＤ和ＴＥＭ分析表明,组元Ｔｉ、ＺｒＯ２之间没有发生明显的化学反应,上有良好的化学相窝性     

High performance sintering NiCuZn ferrites absorber sheet for HF application

By using a new and simple blade casting method, a lighter, thinner and higher absorption property sintering NiCuZn ferrite electromagnetic wave absorber sheet was first demonstrated. The electromagnetic wave absorption ability was enhanced by sintered NiCuZn ferrite absorbent. The experiment results reveal that NiCuZn ferrite with thickness 0.1 mm absorber sheet achieves its maximum reflection loss value above 0.5 dB at 13.46 MHz. Meanwhile, the absorption bandwidth is larger than 1 MHz is profitable for wideband electromagnetic wave absorbing. The absorption properties could be controlled by the variation of Nickel content in the spinel lattice and the sintering temperature of NiCuZn ferrites. More homogenous microstructure of SEM micrograph and better crystalline XRD pattern may be responsible for the best absorption ability at 1,150 °C sintering temperature. The absorption properties were also successfully analyzed in this work, which took into account both the frequency at the reflection loss minimum (f _r) shift correlated with the value of inductance (L) and impedance (Z) of sintered toroidal cores and the power reflection loss (Γ) depending on ε″, μ″, and $\sqrt {\varepsilon \mu }$ , where ε and μ are complex relative dielectric permittivity and permeability, respectively, for the attenuation material. The sintering NiCuZn ferrites could merit to be potential candidates as electromagnetic attenuation materials to meet the demands for miniaturization, broader relative bandwidths at HF (3–30 MHz) and beneficial for fabrication of radio frequency identification metal tag.