氧化锆纳米粉体烧结性能研究

为了研究纳米氧化锆粉体的烧结性能,以4种不同粒度的氧化锆粉体为原料,在热分析仪上测试了室温～1000℃范围内坯体的形变量和热膨胀性能.采用1450℃恒温1～6 h的烧结工艺,制备了氧化锆陶瓷,并进行了性能表征.结果表明:粉料1次粒子粒径越小,其初始烧结温度越低;粉料的团聚粒径越小,分布越窄,坯体的烧结致密化越容易.     

氧化锆纳米粉体的制备及其材料的掺杂研究新进展

综述了近年来国内外学者在氧化锆纳米粉体的制备技术及其材料的掺杂改性研究方面取得的新成果.介绍了对改性共沉淀法、改性溶胶-凝胶法、放热固相法等氧化锆纳米粉体的新型制备技术以及掺杂铝、锌、铜等物质的改性氧化锆材料的研究现状.最后对氧化锆材料的发展方向进行了展望.     

溶胶-凝胶法制备钇掺杂氧化锆的工艺研究

论述了用溶胶-凝胶法制备钇掺杂的氧化锆前驱体的过程,系统地研究草酸溶液的浓度、pH值、加热温度以及添加方式对溶胶、凝胶的影响,得出制备氧化锆前驱体的最佳工艺条件:当氧氯化锆溶液与草酸溶液的浓度比为1.25～2,草酸溶液pH值为1～2,加热温度为40～80℃,制得的前驱体溶胶、凝胶均匀,透明.正加方式得到的溶胶淡蓝色透明,较反加方式下的溶胶的胶凝时间短.并对最佳工艺条件制备的粉体进行SEM分析,结果表明,很好地合成了钇掺杂的纳米氧化锆粉体.     

SiC/YAG烧结工艺及铝钇比的研究

为了确定形成YAG（Y3Al5O12)的最佳Al2O3与Y2O3的摩尔比和SiC/YAG陶瓷复合材料的烧结工艺,以Al2O3、Y2O3和SiC为原料,利用机械混合法和无压烧结工艺研究了SiC/YAG陶瓷复合材料的制备工艺参数,并研究了烧结工艺及Al2O3与Y2O3的摩尔比对材料的物相组成、密度、抗弯强度和维氏硬度的影响规律。结果表明,在烧结过程中由于氧化铝的挥发,形成YAG相的铝钇摩尔比并非理论值1.67,而是发生偏离,当烧结工艺为1850℃,30min时,形成YAG相的最佳铝钇摩尔比为1．5,材料的抗弯强度为424.4MPa,维氏硬度为21.3GPa。     

注浆成型法制备的钇稳定化氧化锆电解质性能研究

采用注浆法制备了钇稳定化氧化锆（ＹＳＺ）电解质。制得的样品的密度随烧结温度的升高而提高,经１５５０℃烧结的样品的相对密度对９３％,当其厚度大于０．２ｍｍ时,可以达到气密的程度,从而可以作固体氧化物燃料电池的电解质。样品经１３００℃以上温度的烧结后,可得到完全的立方萤石结构。扫描电镜测量结果表明,随烧结温度的升高,样品的晶粒尺寸变大,孔洞变小。对样品的电阻能结果表明,在相同的温度下,各样品的晶粒电阻     

膜蒸馏海水淡化用疏水性钇稳定氧化锆中空纤维膜的制备与表征

采用相转化/高温烧结技术方法制备了多孔钇稳定氧化锆(YSZ)中空纤维膜, 中空纤维膜的外径1.92 mm, 壁厚为0.21 mm。SEM分析表明: 纤维膜为典型的三明治结构, 靠近膜内外表面为指状孔, 中间区域为海绵状层。采用阿基米德法测得其孔隙率为54%。用泡点法测得其平均孔径为0.56 μm。通过表面接枝氟硅烷将其亲水性的表面改变为疏水性。真空式膜蒸馏实验表明YSZ中空纤维膜具有优异的盐水淡化性能。当膜的外侧与温度为80℃、浓度为4wt%的循环盐水接触, 膜的内侧用真空泵抽至4×10³ Pa时, 膜的水渗透通量高达48.3 L/(m²•h), 脱盐率大于99.7%。     

氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性, 在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低, 烧结效率低, 收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题, 本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂, 并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料, 离散了有机物热解区间, 有效避免素坯开裂, 提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响, 并在兼顾成形精度和效率的前提下, 选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响, 选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂, 降低了有机物热解速度, 进一步避免素坯开裂, 提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%, 堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%, 在收缩率降低的同时, 收缩各向异性也明显得到控制, 为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。     

凝胶燃烧法低温合成钇铝石榴石纳米粉体及其表征

以Y(NO3)3.6H2O、Al(NO3)3.9H2O和柠檬酸为原料,采用凝胶燃烧法合成单相钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米粉体。采用红外光谱、差热分析、X射线衍射、扫描电镜等测试手段对前躯体干凝胶和YAG粉体进行表征,探讨溶胶-凝胶的均质化转变以及YAG相的结晶温度等。结果表明:柠檬酸与Y3+和Al3+以单齿方式进行络合,实现了溶胶-凝胶的均质化转变;前躯体粉末于750℃低温下开始直接由无定形态转变为立方晶系YAG相,没有YAlO3和Y4Al2O9等杂相存在;900℃煅烧2 h得到颗粒呈类球形状,粒径为50 nm左右的YAG粉体。     

醇-水热法制备钇铝石榴石(YAG)纳米粉体

首先采用共沉淀法制备钇铝石榴石前驱体,然后以乙醇-水混合溶剂作为反应介质,在较低的温度(300℃)和压力(10MPa)下,制备分散性好的钇铝石榴石纳米粉体.并借助XRD,TEM,BET与IR等测试手段,对所制备样品的性能进行了表征.实验结果表明,在适当的醇-水比条件下可在较低的温度和压力下制备纯相的YAG纳米粉体,其粒度大约为20nm,分散性良好.并对YAG的醇-水热形成机理进行了初步探讨.     

共沉淀法制备部分钇稳定的二氧化锆

采用共沉淀法制备了部分钇稳定的二氧化锆粉体（YSZ）,研究了不同钇含量、不同锆液浓度和不同煅烧条件对粉体的相结构的影响。实验结果表明YSZ粉体中四方相含量变化对钇的掺杂量极为敏感,锆液浓度必须高于0．2mol／L才能得到部分稳定的二氧化锆,煅烧条件对粉体的相结构无明显影响。通过实验获得了YSZ粉体的较佳制备条件。     

Sc2O3稳定的ZrO2超细粉的制备与烧结

本文用化学共沉淀法制备了Ｓｃ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２纳米超细粉。用ＸＲＤ，ＴＥＭ，ＳＥＭ以及ＢＥＴ测比表面等方法分析了粉体和烧结体的相组成的显微结构及其性能。实验结果表明６．０、７．８、９．６ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３掺杂量的粉体易于烧结，而３．５、１２．０ｍｏｌ％Ｓｃ２Ｏ３掺杂量的粉体则不易烧结，原因在于样品冷却过程中相变引起的体积变化以及烧结体中双重显微结构的存在。     

烧结温度对8%Y2O3-ZrO2陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结温度对水基注模凝胶法成型的8%(摩尔分数)Y2O3-ZrO2材料收缩率、密度、相结构、微观组织及力学性能的影响.结果表明,随着烧结温度的提高,收缩率变大,密度提高.烧结温度较低时,有少量单斜氧化锆相脱溶出来,1600℃×4h烧结时,变为单一立方荧石结构,且晶界平直,晶粒发育较好,抗弯强度高达250MPa.     

Y2O3掺杂ZrO2基电解质材料的离子传导性能及研究进展

纯二氧化锆掺杂了与锆离子半径相近的低价阳离子后,会产生较多氧空穴,可以实现离子导电.其中Y2O3,掺杂ZrO2基电解质材料有着优越的离子传导能力,它已经被广泛的应用到传感器和固体电解质上.介绍了Y2O3掺杂ZrO2基电解质材料导电的机理,简述了YSZ材料以及多元掺杂的ZrO2基电解质材料的研究进展.     

燃料电池YSZ薄膜凝胶-流延成型的制备研究

结合流延法和凝胶法的优点,形成了水溶液丙烯酰胺体系的凝胶－流延成型方法。以固相含量为５４ｖｏｌ％的ＹＳＺ 体为浆料,利用此方法制备了厚度小、致密度高、气孔少的固体电解质ＺｒＯ２薄片,并从粉体特性、分散剂和ｐＨ值对悬浮体性能的影响、素坯及烧结体密度等多角度探讨了工艺的特点。研究表明与干压法、流延法相比,用凝胶－流延成型的薄片成型的薄片致密度高,气孔少、适合制备固体电解质ＹＳＺ薄膜。     

等离子喷涂用Y2O3稳定ZrO2空心球形粉末制备技术及涂层性能的研究现状

原始粉末是影响等离子喷涂热障涂层组织结构和性能的主要因素之一。Y_2O_3稳定ZrO_2(Yttria stabilized zirconia,YSZ)空心球形粉末综合了熔融破碎粉末的预合金化效果好和团聚烧结粉末的流动性好的优点。采用该粉末制备的YSZ热障涂层的隔热性能、抗热震性能以及抗烧结性能等均显著提高,是目前综合性能最为优异的热障涂层之一。结合国内外研究情况,文章主要介绍了喷雾干燥法、等离子球化法以及模板法制备等离子喷涂用YSZ空心球形粉末的原理和优缺点;同时,对等离子喷涂过程中YSZ空心球形粉末熔滴的飞行特性、铺展凝固行为以及YSZ空心球形粉末制备涂层组织结构及性能的研究进行了概述;最后,指出了目前研究中存在的问题并对其未来的研究方向进行了展望。     

以无机盐为原料制备钇稳定的氧化锆超滤膜

用无机盐ＺｒＯＣｌ_２·８Ｈ_２Ｏ和Ｙ（ＮＯ_３）_３·６Ｈ_２Ｏ为原料,以溶胶－凝胶技术路线,在多孔氧化铝支撑体上成功地制备了记稳定的氧化锆（ＹＳＺ）陶瓷膜．扫描电子显微镜（ＳＥＭ）分析表明,用沉淀、胶溶、成膜的溶胶－凝胶技术,不能制备表面无龟裂的ＹＳＺ膜．沉淀用共沸蒸馏法干燥,得到高分散性的ＹＳＺ粉体,再用超声法制备ＹＳＺ氧化物胶体,通过浸渍成膜,ＳＥＭ分析证明,ＹＳＺ膜表面无明显缺陷．室温氮气渗透实验进一步证明,膜结构完整．用等温氮吸附实验测定了无支撑体膜的孔径大小和分布,平均孔径约为６ｎｍ．用激光散射技术测定ＹＳＺ胶体粒子平均半径为１１６ｎｍ,透射电子显微镜观察表明,胶体粒子由大小约为２０ｎｍ的晶粒组成．     

Influence of Plasma Spray Parameters on the Cracking Behavior of Yttria Stabilized Zirconia Coatings

Thermal spray coatings enhance the material properties of substrates but this attribute may be negated if the coatings themselves fail. This paper investigates the performance of an important family of coatings as one step in improving the resistance of the coating/substrate system to mechanical failure. Thermal barrier coatings of yttria partially stabilized zirconia (YSZ) with a NiCrAlY bond coat were air plasma sprayed onto mild-steel substrates. The spray process parameters were varied according to top and bond coat thickness, stand off distance, and substrate temperature. These 17 groups of coating types, with six identical samples in each group, were four point bend tested while coupled with an in-situ acoustic emission transducer. Optical microscopy was then used to examine and map the resulting crack patterns. Measurements of the number of cracks, crack separation, delaminating length, and micro-crack density were also made. The combination of this information, along with properties obtained from the four point bend tests and acoustic emission signals, provided insight into the cracking and delaminating processes.     

氧化钇和氧化铈稳定氧化锆空心球形陶瓷粉末的研制

采用水热－喷雾干燥法和煅烧－球磨－喷雾干燥法制备了空心球形Ｙ２Ｏ３和ＣｅＯ２稳定的ＺｒＯ２陶瓷粉末，水热－喷雾干燥工艺流程短，产品纯度高，作为最终选定的方法。用本法所制备的陶瓷粉末热导率 ，其涂层具有良好的隔热效果。