氧传感器用ZrO2-Y2O3固体电解质电导性能的研究

采用低温处理制备的ZrO2-Y2O3系列超细粉末,粉末粒度达到10－50nm,经压制、等静压成型、高温烧结成致密的氧化锆陶瓷。分别采用超细铂粉、专用铂电极浆料以及氯铂酸等原料制作电极,用交流电桥法测试各种陶瓷的导电性能,通过比较分析,基本确定了制备氧传感器的ZrO2-Y2O3系列固体电解质的组成。     

Gd2 O3 -Yb2 O3 -Y2 O3 -ZrO2 热障涂层材料的热物理性能

目的通过多元稀土氧化物掺杂改性YSZ,提高传统热障涂层的性能。方法使用化学共沉淀法制备不同掺杂量的Gd2O3-Yb2O3-Y2O3-Zr O2(GYYZO)材料,并分别使用冷等静压-烧结和等离子喷涂工艺制备块材和涂层。通过测试块材的热导率和热膨胀系数,分析评价材料的热物理性能。对高温退火处理后的涂层进行X射线衍射分析,评价不同成分涂层的高温相稳定性。结果氧化锆基材料的热导率和热膨胀系数随总掺杂量升高而降低。氧化锆中稀土氧化物总掺杂量为5.5%~9.84%(摩尔分数)时,在1000℃下的热导率为1.25~1.56 W/(m·K),相对8YSZ材料下降了22%~37.5%;在200~1300℃的热膨胀系数为(10~11.1)×10-6/K,与传统8YSZ材料相当。在1400℃长时间退火处理后,低掺杂量GYYZO涂层中的单斜相含量明显低于8YSZ涂层。结论多元稀土氧化物掺杂改性氧化锆材料具有良好的高温相稳定性、低热导率和适当的热膨胀系数,可以作为高性能热障涂层的备选材料。     

Yb2O3掺杂8YSZ电解质材料的制备和性能研究

用共沉-胶化-低温干燥制备2Yb-8YSZ粉末,喷雾制粒获得球状颗粒.用激光粒度分析,X射线衍射仪(XRD),比表面测定仪(BET)和扫描电子显微镜(SEM)检测粉末和陶瓷体的性能,组织结构和相组成.结果表明,煅烧粉末的粒径为0.86μm,喷雾造粒的颗粒尺寸为17 μm,晶粒尺寸为100 nm,BET=26.66 m2/g.粉末和陶瓷体材料为面心立方结构.高于1 400 ℃烧结陶瓷体的烧结密度大于98%理论密度.陶瓷体电导率的测定结果表明,在1 400～1 600 ℃之间烧结,对材料的电导率影响不明显.2Yb-8YSZ具有高的离子电导率,操作温度大于600 ℃下的电导率达1×10-3 S/m.2Yb-8YSZ材料完全适用于作中温固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质.     

Sm2O3和Nd2O3共同掺杂CeO2基电解质材料的研究

采用柠檬酸-硝酸盐法合成出单一相、均匀的Ce0.8SmxNd0．2-xO19粉体，XRD结果表明该粉体为单相萤石结构，粒径约在11．7nm～20．1nm之间。将粉体干压成型，在1400℃下无压烧结5h可得到高致密度陶瓷。SEM照片显示陶瓷微观结构均匀，晶粒尺寸在2μm～4μm。经直流四端电极法测试得到该样品在500℃时电导率约在0．012 S／cm。该结果说明与单项掺杂相比，两相共掺杂会进一步提高材料的电导率。     

喷雾热分解法制备超细银粉及其形貌控制

采用超声雾化热分解装置,对喷雾热分解法制备超细银粉进行了系统研究。考察了炉子温度、硝酸银水溶液浓度、超声雾化装置功率、硝酸银溶液及载气流量等因素对产物粒子形貌、粒度分布的控制行为。研究结果证实,喷雾热分解制备微米级球形金属银粉技术具有广泛应用前景。     

Sm2O3和Nd2O3共同掺杂CeO2基电解质材料的研究

采用柠檬酸-硝酸盐法合成出单一相、均匀的Ce0.8SmxNd0.2-xO1.9粉体,XRD结果表明该粉体为单相萤石结构,粒径约在11.7 nm～20.1 nm之间.将粉体干压成型,在1400 ℃下无压烧结5 h可得到高致密度陶瓷.SEM照片显示陶瓷微观结构均匀,晶粒尺寸在2 μm～4 μm.经直流四端电极法测试得到该样品在500 ℃时电导率约在0.012 S/cm.该结果说明与单项掺杂相比,两相共掺杂会进一步提高材料的电导率.     

Al2O3-Sm2O3-CeO2电解质的性能（英文）

采用溶胶-凝胶法和低温燃烧技术制备Ce1-xSmxO2（x=0,0.1,0.2,0.3）和掺杂Sm和（2%-8%）Al2O3的二氧化铈;研究其合成、结构、致密化、导电性和热膨胀等性能,并利用XRD研究其结构和相组成。结果表明,于1300°C烧结球团,获得致密的陶瓷,于1250°C在Ce0.8Sm0.2O0.2中加入2%和4%的Al2O3以促进烧结。利用扫描电子显微镜观察烧结后球团的表面形貌,使用双探针交流阻抗谱研究总离子电导率。     

8 mol%Yb2O3掺杂的ZrO2基固体电解质的电性能研究

研究了通过压坯烧结制备的8YbSZ（8mol%Yb2O3掺杂的ZrO2）致密固体电解质的电导率。初始粉体的较高活性、各组分分布的均匀性以及Al2O3的加入,使得陶瓷的烧结在1400℃时几乎达到完全致密。随着烧结温度的进一步升高,离子电导率的变化不大,并且当烧结温度在1450℃和1550℃之间时达到最佳。8YbSZ烧结体具有较高的离子电导率,可以用作中温燃料电池的固体电解质材料。文中还对8YbSZ的老化进行了讨论。     

Al2O3对YSZ电解质材料的制备及性能的影响

文研究了Al2O3掺杂YSZ料浆的流变性质,并采用水基注模凝胶法制备大尺寸薄片材料,对其微观组织进行分析,并对力学性能和电性能进行测试.结果表明,Al2O3的掺入大大降低了YSZ料浆的粘度,改善了YSZ料浆的可浇注性.另外,Al2O3与ZrO2在1600℃烧结不发生固溶反应,主要作为第二相分布在晶界和晶内.少量Al2O3的掺入不仅可以提高YSZ的抗弯强度和断裂韧性,而且可以提高YSZ的电导率.Al2O3含量为1%时,1000℃时电导率达到最大值0.15 S/cm.     

Al2O3-ZrO2-C耐火材料性能的研究

为提高铝锆碳耐火材料的性能。研究了烧成温度对铝锆碳耐火材料气孔率、体积密度、常温耐压强度的影响,得出了适宜的烧成温度范围和最佳的锆莫来石加入量,并对此进行了理论分析。同时,还研究了烧成温度对材料抗氧化性的影响。     

载荷对钛合金Al2O3Y2O3/AlY复合涂层摩擦学性能的影响

为了提高耐摩擦磨损性能,采用磁控溅射技术在γTiAl钛合金表面制备了Al2O3Y2O3/AlY复合涂层。检测了涂层的厚度、表面硬度、微观组织和成分变化。通过在130g、230g和330g载荷下采用GCr15钢球作摩擦副进行的摩擦磨损试验,研究了有和无复合涂层的γTiAl合金的耐摩擦磨损性能。结果表明:Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的厚度约为33μm,由Al2O3Y2O3层、AlY层和扩散层组成,平均表面硬度为433.4HV0.1。带复合涂层的γTiAl合金摩擦因数和比磨损率均比无涂层γTiAl合金的小。在不同的摩擦磨损试验载荷下,无涂层γTiAl合金的磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损,而有Al2O3Y2O3/AlY复合涂层的γTiAl合金则主要是磨粒磨损和氧化磨损。     

Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni复合球磨粉末的热稳定性研究

采用高能球磨法制备Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni复合粉末,并模拟催化剂的工作环境对球磨粉末进行焙烧。运用XRD研究了球磨粉体的组织结构,测定其耐热性能。结果表明,经30h球磨的复合粉体中Al2O3,CeO2和ZrO2均明显细化,而Ni较难磨细。该球磨粉体在600℃低温下的热稳定性良好。若温度不超过1000℃短时焙烧,粉末基本保持活性相,但温度一旦高达1100℃,则完全变成无活性相。     

采用交流阻抗谱研究Gd2O3-Yb2O3共掺杂二氧化锆基热障涂层的高温氧化行为（英文）

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备3Gd2O3-3Yb2O3-4Y2O3(摩尔分数,%)共掺杂的二氧化锆(GY-YSZ)基热障涂层(TBCs)。采用交流阻抗谱(IS)并结合扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱和X射线衍射分析仪(XRD),研究GY-YSZ涂层在1050°C的高温氧化行为。交流阻抗谱中不同的电学信号分别反映GY-YSZ晶粒和晶界的信息,采用电路拟合的方法对其进行分析。在氧化过程中GY-YSZ的导电机制发生变化,原因是稳定剂在氧化过程中发生扩散导致了O2-空位和晶格畸变的产生。研究发现,应该选择合适的测试温度评价GY-YSZ晶粒或晶界的氧化行为,其各自的氧化信息与交流阻抗谱中阻抗值的变化相对应。测试氧化过程中晶粒和晶界阻抗值变化的温度分别为200°C和300°C。     

超声辅助对激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响

目的 探究超声辅助对钛合金表面激光熔覆Al2O3-ZrO2陶瓷涂层力学性能的影响。方法 使用COMSOL Multiphysics仿真软件,探究熔覆工件中有无超声作用下流场的变化,并将超声波直接引入熔池微区,研究超声辅助对Al2O3-ZrO2陶瓷涂层截面形貌、微观组织、元素分布、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果 仿真结果表明,无超声时熔池横截面涡流大小呈对称状,流速较为缓慢,超声辅助下熔池截面的声速大小瞬时变化,熔池内流体的流速提高。实验结果表明,超声辅助下,熔覆层的截面形貌发生了一些变化,但抑制了熔覆层裂纹的产生。熔覆层晶粒尺寸细化,尤其是当激光功率为1700 W时,晶粒尺寸最小且相对更加致密;熔覆层内元素分布更加均匀,且界面效应降低。熔覆层的力学性能提高,激光功率为1700 W时,熔覆层平均显微硬度值为979.4HV0.2,相同激光功率下,超声辅助的熔覆层具有更大的平均显微硬度值。超声辅助下熔覆层的摩擦系数和波动幅值都较小,激光功率为1700 W时的摩擦系数最小(约为0.329)且波动较为平稳。结论 超声波直接引入熔池微区可以有效提高熔池的流动性,同时细化了晶粒,均匀化了元素分布,提高了熔覆层的力学性能。     

微乳液法制备（Y,Gd）2O3：Eu^3＋纳米粒子及光谱特性

采用反相微乳液法制备(Y,Gd)2O3:Eu3 纳米粉体.通过XRD、TG/DSC、SEM、TEM、PL等手段分别对样品的晶化过程、晶粒尺寸、粉体形貌以及发光性能进行分析.结果表明:晶粒尺寸随着晶化温度提高而增加,样品在800℃晶化完全.当乳液浓度为0.37 mol/L时所得粉体颗粒呈近似球形,一次粒径尺寸约20 am.样品在612nm监控光下得到的激发光谱是宽带谱,对应着Eu3 -O2-的电荷迁移带跃迁.发射光谱的特征峰位于612nm处,是由于Eu3 离子的5D0-7F2跃迁造成的.当Eu的原子分数大于10%时发生浓度猝火,导致特征峰强度降低.     

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.     

Gd2O3的添加对Gd-Ba-Cu-O超导块材性能的影响

采用PMP工艺在空气中成功制备了Ф17mm的单畴Gd-Ba-Cu-O超导体。利用Gd2O3代替Gd211的添加，同样可以提高Gd-Ba-Cu-O的超导性能，并且可以降低样品的制备成本。但过量的Gd2O3的添加会造成Gd-Ba-Cu-O超导体中Gd-Ba固溶体的增加，从而降低样品的超导性能。本实验中Gd2O3的最佳添加量为0．15mol，制备的样品捕获磁通达到0．36T(77K)。     

激光功率对Al2O3-ZrO2共晶陶瓷成形质量的影响

采用激光近净成形系统成形了Al2O3-Zr O2(Y2O3)共晶陶瓷,研究了激光功率对成形形貌以及陶瓷内部裂纹、气孔的影响规律,利用X射线衍射仪和扫描电镜对样件进行相成分分析和微观组织观察。研究表明,相对较高的激光功率可以得到裂纹以及气孔较少的陶瓷样件;陶瓷样件具有紧凑排列的胞状共晶组织,亚微米级t-Zr O2(Y2O3)纤维均匀分布在胞状共晶组织内部。由于激光近净成形加工具有层层堆积的特点,微观组织呈现出垂直于沉积方向的周期性带状组织。