不同La源对CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3复合氧化物结构和性能的影响（英文）

分别以La_2O_3、La(NO_3)_3·6H_2O和H[La(EDTA)]·16H_2O为La源,采用共沉淀法制备La掺杂Ce O_2-Zr O_2-Al_2O_3复合氧化物样品,即CZA-Ⅰ、CZA-Ⅱ和CZA-Ⅲ,研究不同La源对材料结构和性能的影响。结果表明,前躯体沉淀经1000℃煅烧后样品主要为Ce O_2-Zr O_2相;煅烧温度为1100℃和1200℃时,发现存在γ-Al_2O_3与δ-Al_2O_3相。高温热处理后,CZA-Ⅲ具有比CZA-Ⅰ和CZA-Ⅱ更好的热稳定性。N_2吸附-脱附结果显示,CZA-Ⅲ具有最大的比表面积,其前躯体经1000℃煅烧后所得样品的比表面积值为97.46 m~2/g,且相应的储氧能力(OSC)值也最大,其值为400.27μmol/g,这导致CZA-Ⅲ具有最好的热稳定性和最高的还原温度。然而,当煅烧温度从1100升高到1200℃时,复合氧化物样品的比表面积和储氧性能急剧下降,CZA-Ⅲ的比表面积值降低58.94%,OSC值降低74.56%。     

CeO_2-Y_2O_3-ZrO_2热障涂层的组织结构及隔热性能

为获得孔隙率高、隔热性能好的热障涂层CeO2-Y2O3-ZrO2(CYSZ),采用低温超音速火焰喷涂(LT-HVOF)和大气等离子喷涂(APS)工艺在K4169镍基高温合金表面分别沉积NiCoCrAlYTa粘结层和CeO2、Y2O3共同稳定的ZrO2空心粉CYSZ陶瓷层。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对不同喷涂电流(500,600和700A)制备的CYSZ热障涂层和采用传统Y2O3稳定的ZrO2团聚粉7YSZ为陶瓷面层的热障涂层的组织结构进行观察分析,并测定其隔热性能。结果表明:与传统的7YSZ类似,CYSZ涂层主要组成相为四方t相,涂层呈典型层状结构,但相对于7YSZ,空心粉CYSZ涂层存在更多孔隙和微裂纹;在1 150℃时,随着喷涂电流的增大,隔热性能呈降低趋势,CYSZ涂层隔热性能比传统7YSZ涂层隔热性能好。     

固体氧化物电化学装置用高温SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO和SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O玻璃陶瓷密封剂（英文）

制备了在燃料电池中作为密封剂使用的操作温度可达700~900°C的SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO和SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O系玻璃陶瓷。采用同步热分析和高温膨胀测量技术,对所研究的玻璃陶瓷的热性能和其与燃料电池用材料(YSZ电解质,合金连接器Crofer22APU,15Х25Т)的匹配性能进行研究。采用原子发射光谱对玻璃陶瓷的元素成分进行分析。结果表明,45%SiO_2-15%Al_2O_3-25%BaO-15%MgO陶瓷的线膨胀系数为10.0×10-6°C-1,60%SiO_2-10%Al_2O_3-10%ZrO_2-5%CaO-15%Na_2O的为9.5×10-6°C-1。采用扫描电镜对YSZ/玻璃陶瓷/Crofer22APU的界面结构进行分析。SiO_2-Al_2O_3-BaO-MgO玻璃中的硅酸盐相发生了晶化,采用拉曼光谱和X射线衍射对晶化产物进行了分析。与非晶玻璃相比,所研究的玻璃陶瓷作为电化学或氧传感器中的密封剂使用时具有更佳的性能指标。而SiO_2-Al_2O_3-ZrO_2-CaO-Na_2O低温非晶陶瓷可以作为燃料电池中的密封剂使用。     

La_2O_3/CeO_2颗粒尺寸对Ni-La_2O_3/CeO_2复合电镀层高温氧化性能的影响(英文)

通过向普通硫酸镍电镀液中添加一定含量的微米或纳米La2O3/CeO2颗粒,采用复合电镀制备微米或纳米La2O3/CeO2颗粒分布的Ni基复合镀层,并研究La2O3/Ce O2颗粒尺寸对Ni-La2O3/CeO2复合镀层在1000°C抗氧化性能的影响。结果表明:与普通Ni镀层相比,Ni-La2O3/CeO2复合镀层中的La2O3/Ce O2颗粒通过溶解扩散进入氧化膜中,阻碍Ni的外扩散,从而降低氧化速度;此外,与La2O3/CeO2纳米颗粒相比,La2O3/Ce O2微米颗粒在氧化初期还起到扩散障碍层的作用,对阻碍Ni的外扩散具有更强的作用。     

预处理对共沉淀Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体的影响

利用FTIR、SEM,TEM等手段,研究了预处理对Si_3N_4粉体表面基团、Zeta电位以及共沉淀法制备Si_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体形貌的影响。结果表明:Si_3N_4粉体通过酸洗+950℃预氧化处理后,可以在粉体表面形成硅氧烷(Si-O-Si)基团,硅氧烷基团在强碱环境下水解为硅烷醇(Si-OH)基团,所得基团有利于吸附Al~+和Y~+离子;预处理使粉体的等电点向左偏移,当酸洗+950℃预氧化处理后,粉体的p H_(IEP)2,粉体Zeta电位在p H=9时达到-65 m V;酸洗+950℃预氧化处理后共沉淀粉体经过950℃煅烧可以制备出S_3N_4-Al_2O_3-Y_2O_3复合粉体,其中复合粉体中Al_2O_3和Y_2O_3的颗粒尺寸在20~100 nm。     

CaSiO_3复合添加剂对CaZrO_3~-Al_2O_3接触层抗Al_2O_3附着性能影响

骨料部分采用锆酸钙颗粒(粒度≤0.374 mm和≤0.147 mm),基质部分采用6%的α-Al_2O_3微粉,在基质部分分别加入2%、4%、6%、8%的CaSiO_3以及3% CaSiO_3-3% SiO_2、3% CaSiO_3-3% ZrSiO_4,经冷等静压成型、干燥后于1550 ℃,3 h烧成制得复合了CaSiO_3的CaZrO_3-Al_2O_3接触层,对接触层检测其显气孔率及体积密度,同时进行XRD及SEM分析,并建立抗附着模型对比了CaSiO_3复合添加剂对接触层抗Al_2O_3附着性能的影响.结果表明,随着CaSiO_3含量的增加,接触层的致密化程度先增加后减小,其促进CaZrO_3分解的程度变大,抗Al_2O_3附着的性能增强.在添加剂量相同的情况下,CaSiO_3复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果要比单独加入CaSiO_3的好,其中CaSiO_3-SiO_2复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果最佳.此外,CaSiO_3复合添加剂不仅可以细化CaZrO_3颗粒,而且使颗粒间结合更为紧密;颗粒越小,其晶界面积越大,CaZrO_3分解出的CaO沿晶界扩散就越快,从而与Al_2O_3反应的程度越大.     

pH值对Pt/CeO_2-TiO_2-Al_2O_3催化剂碳烟消除性能影响(英文)

以高比表面积三元复合氧化物作为载体制备Pt/CeO2-TiO2-Al2O3催化剂,调控贵金属Pt负载过程中的p H,研究催化剂体系在NO气氛下对碳烟的消除能力。结果表明催化剂合成过程中的p H值越低,催化剂中贵金属粒子越大、同时催化剂中化学吸附的表面活性氧物种(O2-,O-)的量越多,催化剂对碳烟的消除能力越强。原位傅立叶红外表征证明双齿硝酸盐和吸附NO2是反应所需活性中间物种,优化制备的催化剂P3具有优异的抗H2O及抗SO2中毒的性能。     

Y_2O_3-Al_2O_3对SiC纤维烧结特性的影响

研究了纳米Y_2O_3—Al_2O_3在烧结时形成液相YAG(yttrium-alurninum garnet)对SiC纤维烧结特性的影响。实验结果表明,液相YAG的形成可以有效地提高SiC纤维的密度,在较低的烧结温度下达到完全致密,同时使纤维的强度由168MPa提高到844MPa。当烧结温度高于1800℃时,纤维中各组份间发生化学反应,产生的气体逸出后,在纤维组织中留下孔隙,使纤维强度降低。     

Al_2O_3含量对等离子喷涂TiO_2-Al_2O_3陶瓷涂层组织性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2–Al2O3陶瓷涂层,利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并研究了涂层的电阻率随温度变化的规律。研究结果表明:TiO2–Al2O3陶瓷涂层主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2、Magneli相、α–Al2O3及γ–Al2O3组成。涂层的显微硬度和电阻率随Al2O3含量的增加而增加,在通电升温条件下涂层的电阻率随温度升高而降低。     

稀土La_2O_3对Y_2O_3-ZrO_2烧结行为和力学性能的影响

在Y2O3-Zr O2中加入不同含量(0.3wt%、0.5wt%、1.2wt%)的稀土La2O3,考察La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷在不同温度下的烧结行为和室温力学性能。结果表明:适量的La2O3促进了Y2O3-Zr O2陶瓷的烧结。随烧结温度的升高,La2O3-Y2O3-Zr O2烧结体的致密度和力学性能增加。La2O3含量为0.3wt%时,La2O3-Zr O2烧结体致密度和力学性能最大。与Y2O3-Zr O2相比,0.3wt%La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别提高了200%、100%和50%。力学性能的改善归因于La2O3的活化烧结、晶粒细化和弥散强化作用。     

CeO_2和ZrO_2添加剂对高能球磨Al_2O_3组织和热稳定性的影响

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3在高能球磨过程中的相结构转变及其耐热性能,研究了CeO2和ZrO2添加剂对Al2O3高能球磨和焙烧过程中的组织和热稳定性的影响。结果表明,随着球磨时间的延长,Al2O3粉末不断被细化,同时也发生了部分γ-Al2O3→α-Al2O3的转变;而且,经30h球磨的Al2O3在850℃下退火处理后就全部转变成α相。然而,当添加一定量的CeO2和ZrO2后,在球磨过程中γ-Al2O3→α-Al2O3的转变得到了有效的抑制,Al2O3在焙烧过程中的相变温度也提高到了1000℃以上,即CeO2和ZrO2的添加提高了γ-Al2O3的热稳定性。     

添加镍对低碳Al_2O_3-ZrO_2-SiC-C连铸耐火材料制备及性能的影响

以电熔刚玉、α-Al2O3、锆英石、活性炭和天然石墨为原料,镍粉为添加剂,采用反应烧结法在1 500℃保温3 h制备出低碳Al2O3-ZrO2-SiC-C复合耐火材料。对其相组成、烧结性和常温耐压强度进行了研究。结果表明,制备的耐火材料主要由刚玉、t-Zr0.92Y0.08O1.96、β-SiC和石墨组成;添加镍粉可改善耐火材料的烧结性,显著提高其耐压强度;添加质量分数为5%的镍粉后,材料的耐压强度达26.5 MPa,约是不含添加剂试样的2.6倍。     

热处理对不锈钢表面耐蚀性SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-ZnO复合溶胶涂层性能的影响

以正硅酸乙酯、钛酸正丁酯、硝酸铝和醋酸锌为前驱体,无水乙酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法在不锈钢表面制备了SiO_2-TiO_2-Al_2O_3-ZnO复合涂层,并对涂层进行了耐NaCl溶液浸泡腐蚀试验。利用扫描电镜对镀层在NaCl溶液腐蚀环境中的腐蚀形貌进行观察。对复合涂层进行了差热分析(DTA)、失重分析(TG),以此确定复合涂层的最佳烧结温度,还对涂层进行了X射线衍射分析,以此确定复合涂层的成分。结果表明,涂层的最佳烧结温度800℃。通过优化涂层的烧结温度等工艺,制备的溶胶-凝胶复合涂层提高了不锈钢表面的耐腐蚀能力。     

模板浸渍法制备Al_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3复合陶瓷纤维及其烧结工艺

以蚕丝为模板,Al、Zr、Y的硝酸盐乙醇溶液为浸渍液,采用模板浸渍法制备了Al2O3-ZrO2-Y2O3,复合陶瓷纤维.采用FE-SEM,XRD,TG-DTG和DTA对复合陶瓷纤维的制备及烧结工艺进行了分析研究,实验结果表明所得陶瓷纤维保留了原蚕丝模板纤维的形貌,随着烧结温度的提高,蚕丝基体逐渐热解,纤维直径逐渐变小,在1200℃烧结后的主要相组成为:-Al2O3、θ-Al2O3、Y2O3稳定t-ZrO2和m-ZrO2.     

CeO_2与VC对含石墨烯WC-Al_2O_3复合材料组织与性能的影响

基于热压烧结的硬质复合材料制备方法,将稀土氧化物(CeO_2)粉末和晶粒长大抑制剂(VC)粉末引入含片状石墨烯的WC-Al_2O_3复合粉末中,制备了一种新型复合材料,并对其相组成、微观形貌、致密度以及力学性能进行了研究。结果表明,添加CeO_2、VC质量分数分别为0.1%、0.3%的复合材料会使其致密度从95.536%提升至98.059%与97.256%,烧结试样中的W_2C脆性相减少,力学性能均有所提升。CeO_2(0.1%)对材料断裂韧度的影响较大,提升了26.25%;截面晶粒细小圆整且光滑,无异常长大。添加0.3%的VC的复合材料硬度较基体提升了21.06%,此时晶粒尺寸最小但仍存在晶粒未完全融合的现象,部分晶粒间存在少量孔隙。0.1%的CeO_2与0.3%的VC同时添加,较多Ce离子与V离子固溶于晶体中促进了空位产生,加快了物质传输,促进了晶粒长大,降低了晶粒细化效果,同时因反应而产生的气体不利于材料的致密化。     

基于溶胶凝胶法的TiO_2-SiO_2-Al_2O_3复合涂层的制备及性能研究

采用溶胶凝胶法在钢基体表面制备TiO_2-SiO_2-Al_2O_3复合涂层,通过控制正硅酸乙酯和钛酸正丁酯的摩尔质量改变SiO_2和TiO_2的摩尔分数比。提出使用乙醇稀释法和氨水中和法对涂液p H值进行调节,对两种制备方案所得到的涂层组织和形貌进行分析。测试了涂层的硬度、表面粗糙度、耐摩擦磨损性和耐蚀性。结果表明,两种方案制得的涂层硬度随SiO_2摩尔分数的变化规律不同;由乙醇稀释法制备的涂层表面粗糙度、耐摩擦磨损性和耐蚀性均优于氨水中和法制备的涂层,且当SiO_2和TiO_2的摩尔分数比为45%∶45%时,涂层的综合性能最佳。     

纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层结构与性能的影响

大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的孔隙率高,提高等离子喷涂ZrC-ZrSi_2陶瓷涂层的致密度成为亟待解决的问题。在TC4钛合金表面采用大气等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合粉和ZrC-ZrSi_2-Al_2O_3复合粉分别制备两种复合涂层。研究纳米Al_2O_3对等离子喷涂ZrC-ZrSi_2复合涂层组织结构与性能的影响。结果表明,添加了Al_2O_3的ZrC-ZrSi_2复合涂层的组织结构更为致密,相较于ZrC-ZrSi_2复合涂层具有更优异的力学性能。熔点相对较低的Al_2O_3能够在喷涂焰流中先熔化,熔融态的Al_2O_3能够填充在ZrC-ZrSi_2复合涂层的孔洞处,提高复合涂层的致密度,改善涂层的力学性能。研究成果可为提高大气等离子喷涂制备含高熔点组分复合涂层的致密度提供指导。     

Al_2O_3多相体系中的ρ-Al_2O_3及水化特性

本文用D/max-3B X射线衍射仪,IR-440红外分光光度计等方法研究了Al_2O_3多相体系中ρ-Al_2O_3及其水化产物的特征。证实了α-Al(OH)_3在空气气氛、一定的升温速度下焙烧,也会形成一定数量的ρ-Al_2O_3,当在一定水化条件下进行水化,其水化产物为β_1-Al(OH)_3、α-AlOOH。导出了以2.8333M来计算Al_2O_3多相体系中ρ-Al_2O_3的量。     

碱度对CaO-SiO_2-Al_2O_3-CaF_2-Na_2O保护渣结晶性能的影响

为控制结晶器保护渣结晶性能,采用热丝法构建保护渣的CCT与TTT曲线以探讨保护渣碱度(R)对其临界冷却速度及结晶孕育时间的影响规律。结果表明,随R增加保护渣临界冷却速度增加,而其TTT曲线向温度升高、孕育时间减少的方向移动。     

球磨时间对304不锈钢表面Al-Al_2O_3-ZrO_2涂层的影响

采用机械合金化在304不锈钢表面成功制得Al-Al_2O_3-ZrO2-Y_2O_3复合涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了复合涂层的显微形貌和组织结构,并观察厚度变化;通过摩擦磨损试验和高温氧化试验测试涂层的耐磨性及抗高温氧化性。结果表明,涂层厚度随着时间的延长先增大后减小;当球磨时间为8h时,涂层最为致密,平均厚度约为200μm;球磨8h比球磨5h后的涂层摩擦因数明显减小,平均值为0.148;Al-Al_2O_3-ZrO2-Y_2O_3复合涂层具有良好的抗高温氧化性能。