Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

氧化物添加剂对P2O5-ZnO-B2O3系低熔点玻璃物化性能的影响

作为绿色环保材料,无铅低熔点玻璃已经在电子元器件的封装和涂层等领域得到了广泛应用。以P2O5-ZnO-B2O3体系为基础玻璃,通过外加法研究氧化物添加剂(Fe2O3、MnO2、CuO、CeO2和Y2O3)对玻璃密度(ρ)、热膨胀系数(α)、特征温度(Tg和Td)及化学稳定性的影响。实验结果表明:使用适量的添加剂可以增大玻璃密度;除Y2O3外,其它添加剂提高玻璃的热膨胀系数;MnO2、CuO和Y2O3显著降低玻璃的特征温度,但Fe2O3和CeO2的影响较小;加入适量添加剂能显著改善玻璃的化学稳定性,其中加Y2O3的耐酸性最好,加CeO2的耐碱性最好。     

ZrO2对Al2TiO5-板状刚玉复合材料性能的影响

以α-Al2O3微粉、板状刚玉和TiO2为主要原料,添加不同含量的ZrO2,通过高温烧成以固相反应直接合成Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,研究了ZrO2含量对复合材料的烧结收缩率、显气孔率、强度等的影响。结果表明:添加ZrO2的复相材料的收缩率和体积密度明显增加。ZrO2含量为4%时,可以制备出高致密度高强度的Al2TiO5-板状刚玉-ZrO2复合材料,其显气孔率为9.31%,抗折强度为25.6MPa,抗压强度为225MPa。     

ZrO2包覆CaO-MgO-SiO2陶瓷纤维的制备及其性能

为了解决CaO-MgO-SiO2陶瓷纤维在使用过程中析晶、粉化的问题,采用非均相成核法在CaO-MgO-SiO2陶瓷纤维表面制备了ZrO2涂层。用场发射扫描电子显微镜观察ZrO2包覆层,用X射线衍射仪分析800和1 000℃热处理后原始纤维和ZrO2包覆纤维的晶相变化,并检测了二者在模拟肺液中的溶解性能。结果表明:包覆处理后,CaO-MgO-SiO2陶瓷纤维表面形成了一层ZrO2包覆层;ZrO2包覆层的存在可以显著抑制800℃时纤维的析晶,1 000℃时只能抑制纤维中方石英的析出,对其他物相的析晶没有明显抑制作用;ZrO2包覆层的存在降低了纤维在模拟肺液中的早期溶解速率,但对纤维的长期生物可溶性影响不大。     

不同Al2O3/SiO2比的MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃制备及性能研究

本文采用烧结法制备MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)微晶玻璃,研究不同Al₂O₃/SiO₂质量比对MAS微晶玻璃的微观结构和理化性能的影响,采用X射线衍射、差热分析、红外光谱、扫描电子显微镜对基础玻璃与微晶玻璃的结构和表面形貌进行表征,并对微晶玻璃的密度、力学性能、耐蚀性、热学性能和介电性能进行测试分析。结果表明：随着Al₂O₃/SiO₂质量比从0.52增大至0.64,基础玻璃的玻璃化转变温度T_g增大、析晶峰值温度T_p减小,促使样品析出α-堇青石晶相;样品密度在2.52～2.60 g/cm³波动,介电常数ε_r由1.73增加到4.51,热膨胀系数由4.46×10^-6℃^-1降低到2.38×10^-6℃^-1,介电损耗tan...     

加入脱硅ZrO2微粉对MgO-Cr2O3材料性能的影响

为了提高MgO-Cr2O3材料的性能,以质量分数为60%的电熔镁铬砂、27%的南非铬矿粉、13%的烧结镁砂为基础配比,外加脱硅ZrO2微粉(其质量分数分别为1.5%、2%、2.5%和3%)制备了MgO-Cr2O3材料。研究引入ZrO2对MgO-Cr2O3材料体积密度、显气孔率、耐压强度、高温抗折强度和抗RH精炼渣侵蚀性的影响。结果表明:1)引入ZrO2显著提高了MgO-Cr2O3材料的体积密度、常温耐压强度和高温抗折强度。2)ZrO2与熔渣中的CaO发生反应,生成高熔点的化合物CaZrO3,堵塞气孔,阻止熔渣进一步渗透,提高了MgO-Cr2O3材料的抗渣性;同时反应吸收CaO,使熔渣的碱度降低,黏度增大,这也有利于提高镁铬砖的抗渣侵蚀性。综合考虑MgO-Cr2O3材料的各项性能,脱硅ZrO2微粉的最佳外加量为2.5%(w)。     

ZrO2载体膜的表征

文章采用自行搭建的液-液排除法装置测定了ZrO2载体膜孔径及孔径分布,并考察了不同浸润-渗透体系对孔径测定结果的影响,不同浸润剂的测定结果具有一致性。使用界面张力小的浸润-渗透体系,得到的孔径分布也偏小。液-液排除法的结果与SEM法进行比较,二者具有很好的一致性。     

掺杂V2O5对MgNb2O6介电陶瓷工艺和性能的影响

本文采用固相反应法常压烧结制备MgNb2O6粉末,研究了添加不同质量分数的V2O5对MgNb2O6微波介电陶瓷的烧结工艺和介电性能的影响。并运用XRD、SEM和LCR对试样显微组织和性能进行了分析。结果表明:添加一定量的V2O5能够有效地降低MgNb2O6介电陶瓷的烧结温度,提高试样的致密度、频率温度系数及介电常数。当V2O5添加量为1.0wt%,且在1175℃烧结条件下获得的MgNb2O6陶瓷性能最佳,其性能参数分别为:εr=28,tanδ=0.00361,τf=54.64ppm·℃-1。     

Ni含量对介孔Ni-CaO-ZrO2催化剂上CH4-CO2重整反应的影响研究

采用并流共沉淀法制备了Ni含量不同的介孔Ni-CaO-ZrO2纳米复合氧化物催化剂,研究了其在CH4-CO2重整反应中的催化性能。利用N2吸附-脱附(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)以及程序升温氧化(TPO)等手段对催化剂进行了表征。结果表明,Ni含量对催化剂的物化性质和催化性能有较大影响,低Ni含量的催化剂具备较完善的介孔结构,该种结构非常有利于Ni物种的分散及其在高温下的抗烧结能力,从而提高了催化剂的稳定性;但过低的Ni负载量会造成催化剂表面Ni活性位过少,进而影响催化剂的活性;另一方面,Ni含量过高会导致催化剂介孔结构的坍塌,Ni在反应条件下烧结严重,大尺寸的Ni颗粒会大大增加积炭的生成,从而造成催化剂失活。     

助剂对ZnO/ZrO2物化性质及催化性能的影响

CO₂加氢制甲醇是实现碳中和目标的有效途径。尽管已报道的ZnO/ZrO₂催化剂具有高活性和稳定性,但其催化性能仍有望进一步提高。采用浸渍法制备得到一系列不同元素掺杂的Ma-ZnO_x/ZrO₂催化剂,并通过评价发现只有Ga促进了ZnO/ZrO₂催化剂催化CO₂加氢制甲醇。其中,5%Ga-ZnO_x/ZrO₂催化剂表现出优异的催化性能,在反应条件：P=3 MPa、T=320℃、V(H₂)∶V(CO₂)=4∶1、气体质量空速(WHSV)=24 000 mL/(g·h)时CO₂转化率为7.2%,甲醇选择性为81.0%,甲醇时空产率可达410 mg/(g·h),是ZnO/ZrO₂的1.26倍,且在反应100 h内催化性能无明显衰减。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)表征发现,适量Ga助剂的掺入可以促进催化剂中氧空位的形成。...     

ZrO2载体的制备及Ru-Fe-B/ZrO2催化剂的苯选择加氢制环己烯催化性能

以氯氧化锆(ZrOCl2.8 H2O)和碳酸氢铵(NH4HCO3)为原料,采用化学沉淀法制备了二氧化锆微粉。X射线衍射、N2物理吸附和激光粒度分析等测试结果表明,制得的ZrO2粉体以单斜相存在,微晶尺寸42.9 nm,具有典型的介孔结构,孔径范围4.5~50 nm,平均粒度1.5μm。进一步通过化学还原法制备了高活性高选择性Ru-Fe-B/ZrO2苯选择加氢制环己烯催化剂。在150℃,5 MPa氢压下,考察了负载型催化剂Ru-Fe-B/ZrO2的活性和选择性。结果表明,在Ru-Fe-B/ZrO2催化剂上,苯转化81.3%时,环己烯选择性高达70.4%,同时环己烯选择性随苯转化率升高而缓慢下降。     

S2O82-/ZrO2-TiO2 固体超强酸催化剂的制备及其酯化性能

利用共沉淀和低温陈化法制备S₂O₈^2-/ZrO₂-TiO₂ 固体超强酸作为合成硬脂酸正丁酯的催化剂。通过XRD、FT-IR和SEM对催化剂进行表征, 考察n(Zr)∶n(Ti)、焙烧温度、浸渍液浓度和浸渍时间对催化剂催化活性的影响,以酯化合成硬脂酸正丁酯实验为探针,同时考察反应温度和n(硬脂酸)∶n(正丁醇)对酯化率的影响。结果表明,在n(Zr)∶n(Ti)=2∶2、浸渍液(NH₄)₂ S₂O₈浓度0.5 mol·L^-1、浸渍时间6 h、焙烧温度500 ℃、n(硬脂酸)∶n(正丁醇)=1∶3、催化剂用量0.2 g、反应温度120 ℃和反应时间3 h条件下,酯化率可达98.69%。     

烧结温度对漂珠/ZrO2多孔轻质材料性能的影响

以漂珠为成孔材料,以ZrO2为结合剂,采用凝胶注模的方法制备出多孔轻质材料。通过分析材料的微观形貌、物相组成、显气孔率、体积密度、抗弯强度等性能参数,研究了烧结温度1200℃~1500℃对材料性能的影响。结果得出,烧结温度达到1400℃时,漂珠外壳与氧化锆的界面结合不再明显,ZrO2颗粒由点接触扩展到面接触;烧结温度1400℃的试样中锆英石的峰最强,说明漂珠和氧化锆已烧结熔融;1400℃下制备试样的显气孔率最大(68%),体积收缩率(20.8%)最低,而抗弯强度可达7.5MPa;烧结温度控制在1400℃,可使材料处于烧结中期,保证材料的各项性能满足其应用需求。     

MnO2-CuO-TiO2共掺Al2O3陶瓷低温烧结和微波介电性能的研究

作为重要微波介质材料之一,Al₂O₃陶瓷介电性能优良,在微波电路方面得到广泛应用。但Al₂O₃陶瓷的烧结温度较高,制备工序需消耗大量能源。低成本降低烧结温度对Al₂O₃陶瓷的进一步发展具有重要意义。本论文通过MnO₂-CuO-TiO₂掺杂实现了Al₂O₃陶瓷的低温烧结,并对其烧结行为和微波介电性能进行了研究。结果表明,MnO₂、CuO、TiO₂的质量分数分别为0.7%、0.5%、0.8%时,复合掺杂可以大幅降低Al₂O₃陶瓷的烧结温度,所获陶瓷具有良好的微波介电性能。在烧结温度为1 250℃时,Al₂O₃陶瓷的密度可达3.92 g/cm³,介电常数ε_r=10.02,品质因子与谐振频率的乘积Q×f值...     

硅烷/纳米CeO2·ZrO2复合膜层的制备及其性能研究

针对低温多效海水淡化过程中金属换热管路的腐蚀问题,采用硅烷（APS）、纳米氧化锆（Zr O₂）及纳米氧化铈（Ce O₂）在铝合金表面制备硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层,研究其抑制金属腐蚀的效果。结果表明,当纳米Zr O₂、纳米Ce O₂添加浓度为50 mg/L时,复合膜层的综合性能较好;通过动电位极化法和电化学阻抗法探究了复合膜层在不同温度下的耐蚀性能,结果表明硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的防护效果较单一硅烷膜层有明显提升。随着溶液温度的升高,硅烷/纳米Zr O₂·Ce O₂复合膜层的耐蚀性能降低较少,纳米Zr O₂、纳米Ce O₂的协同作用使得硅烷膜更能适应高温高盐环境。     

ZrO2制备方法研究进展

以ZrO₂为活性组分或载体的催化剂,在酚类定向催化转化中具有较高的研究价值。总结了ZrO₂的各种制备方法,包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法、表面活性剂辅助法、静电纺丝法、热解法、多元醇还原法、反相微乳法和超临界合成法等。阐述了各种方法的反应原理,详细比较了不同制备方法的优劣,并具体分析了制备方法对催化剂结构及性能的影响。     

颗粒级配和分散剂对ZrO2浆料流变性能的影响

为了制备高固含量、低黏度的ZrO2悬浮料浆,采用平均粒径分别为21.77、11.40和1.96μm的ZrO2粉体为原料,研究了平均粒径为21.77、11.40和1.96μm的ZrO2粉体的配比(质量比分别为8 1 1、7 1 2、6 2 2、5 2 3、4 2 4、3 3 4)、分散剂(六偏磷酸钠(SHMP)、聚乙二醇600(PEG600)、聚丙烯酰胺(PAM))和固含量(质量分数分别为70%、75%、80%、85%、90%、95%)对ZrO2料浆流变性能的影响。结果表明:当平均粒径分别为21.77、11.40和1.96μm的ZrO2粉体的质量比为5 2 3时,其混合粉料的堆积接近Lisa理论模型,料浆黏度最低;与六偏磷酸钠(SHMP)和聚乙二醇600(PEG600)相比,阴离子型聚电解质的聚丙烯酰胺的分散效果最佳;随着固含量的增加,料浆的黏度逐渐增大,最佳固含量为90%(w)。     

添加ZrO2对镁尖晶石耐火材料的性能及微观结构的影响

研究了加入未经稳定化处理的ZrO2对镁尖晶石耐火材料的性能和微观结构的影响。向镁尖晶石耐火材料配料中加入2%～8%ZrO2制备试样,成型的试样于1740℃在隧道窑中烧成,测定了其物理性能和热机械性能。试验结果表明,向配料中加入5%未经稳定化处理的ZrO2,可降低其开口气孔率及提高机械强度。由于形成立方晶系ZrO2结构,有助于改善耐火材料的抗热震性、热机械性能和抗侵蚀性。     

模板浸渍法制备ZrO2纤维研究

将15 cm×15 cm×1 cm的粘胶纤维模板放入浓度为1、2及3 mol·L^-1的ZrOCl₂溶液,分别在20、40、60℃下浸渍20 h,经过洗涤、离心、干燥得到ZrO₂纤维前驱体,再对前驱体进行600、800、1 000、1 200℃保温2 h热处理制得ZrO₂纤维。研究浸渍温度、浸渍液浓度、热处理温度对ZrO₂纤维形貌和相组成的影响。结果表明,随着浸渍温度由20℃提高到60℃,浸渍液浓度由1 mol·L^-1提高到3 mol·L^-1,纤维横截面微观形貌由扁平状向圆柱状变化,同时纤维的平均直径逐渐增大,说明提高浸渍温度和浸渍液浓度有利于粘胶纤维模板对Zr⁴⁺的吸附。ZrO₂纤维经过热处理后,主要是以单斜相ZrO₂存在。随着热处理温度的增加,ZrO₂纤维晶粒变大,结晶程度增加,同时纤维表面经历由光滑到小晶粒出现再到裂纹出现的转变。     

CaO/Y2O3共稳ZrO2复相陶瓷显微结构和力学性能研究

采用传统固相法制备了不同CaO和不同Y₂O₃掺杂量的ZrO₂复相陶瓷。借助XRD、SEM、EDS、维氏硬度计等测试手段研究了复相陶瓷的显微结构及力学性能。结果表明CaO/Y₂O₃共稳ZrO₂复相陶瓷的显微结构中共有大、中、小三种不同尺寸的ZrO₂晶粒。CaO的掺入在细化晶粒的同时可以降低中型t-ZrO₂晶粒内Y稳定剂含量,提高t-ZrO₂相变量;Y₂O₃能降低基体中m-ZrO₂的体积分数。当Y₂O₃掺入量为1.8 mol%,CaO掺入量为2 mol%时,获得了最高的断裂韧性(5.4±0.2 MPa·m^1/2);当Y₂O₃掺入量为2.5 mol%,CaO掺入量为1 mol%和2 mol%时,分别获得了最高的抗弯强度(78...