RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

B_2O_3-La_2O_3-BaO-(Al_2O_3、Ta_2O_3)系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在三元系统B_3O_3-La_2O_3-BaO中引入不同量的Al_2O_3以后,假三元系统的玻璃生成范围和它们的析晶本领、光性的若干变化规律。结果表明随着Al_2O_3含量的增加,系统的玻璃生成范围不断扩大。尤其是贫B_2O_3边界得以扩充,析晶本领下降。还研究了在B_2O_3-La_2O_3-BaO-Ta_2O_5系统中分别固定B_2O_3的含量为30、45、50、55wt·％时,该系统的实验显示了网络修饰体离子杂化作用对玻璃析晶本领的影响。在此系统中可制得n_D为1.60～1.70,v_D为46～59的光学玻璃。     

P_2O_5-BaO-Ta_2O_5-Al_2O_3系统玻璃生成和性质

研完了P_2O_5—BaO—Ta_2O_5—Al_2O_3(当Al_2O_3为5mol％)系统玻璃生成,给出了玻璃生成领域图。研究了上述系统玻璃折射率、色散、密度、轻变温度、转化温度、热膨胀系数、热光常数和成份之间关系。测定了玻璃的红外光谱,讨论了Ta_2O_5在玻璃生成中的作用。Ta_2O_5以[TaO_6]基团进入结构网络。Ta_2O_5是中间体。     

咪唑功能化α-Al_2O_3纳米颗粒掺杂聚砜阴离子交换膜的制备及性能表征

针对碱性阴离子交换膜离子传导率低的问题,采用添加表面富含咪唑的α-Al_2O_3(Al_2O_3-Im)纳米颗粒来改善咪唑功能化聚砜(PSf-Im)膜内的离子传递,制备了高离子传导性的PSf-Im/Al_2O_3-Im复合膜。当纳米颗粒掺杂量为12%时,PSf-Im/Al_2O_3-Im复合膜的氢氧根传导率达到45 m S/cm,比PSf-Im原膜提高了41%,膜的溶胀度与PSf-Im原膜相当,表明添加Al_2O_3-Im纳米颗粒可以在保持膜的尺寸稳定性不变的情况下获得高的氢氧根传导率。同时复合膜也表现出比PSf-Im原膜更加优良的碱稳定性。     

镱铝共掺杂氧化锆电解质材料制备与性能

采用固相法制备了镱铝共掺杂氧化锆电解质材料。实验结果表明:Al_2O_3(氧化铝)能促进电解质的烧结并提高电解质的抗弯强度。Al_2O_3对电导率的影响与Yb_2O_3(氧化镱)的掺杂量有关,仅当Yb_2O_3掺杂量为6%(摩尔分数)时,Al_2O_3掺杂有利于氧离子电导率。6%(摩尔分数)Yb_2O_3和0.5%(摩尔分数)Al_2O_3共掺杂的氧化锆电解质具有优异的抗弯强度和最高的氧离子电导率,以其作为支撑体的电池在800℃的功率密度为0.40W/cm~2。     

Fe~(3+)/Ti~(4+)赋存状态对钛酸铝/莫来石复合材料结构的影响

借助XRD、SEM和能谱分析仪等手段,研究了1 600℃煅烧中低品位矾土制备的钛酸铝/莫来石(Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss)复合材料经1 200℃保温12h后结构的稳定性。结果表明:高温煅烧中低品位矾土后,其合成材料的结晶物相组成为3Al_2O_3·2SiO_2ss、Al_2TiO_5ss和少量残存的方石英;Fe~(3+)或Ti~(4+)离子以不同形态赋存于结晶相(3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss)和非晶相。含Fe~(3+)/Ti~(4+)离子的3Al_2O_3·2SiO_2ss将Al_2TiO_5ss结晶相分割,使其蜷缩其间,并抑制Al_2TiO_5ss的分解;高温下,二者因组成元素相近而致使晶界融合,进而共同构建了体系牢固的致密骨架结构。由3Al_2O_3·2SiO_2ss和Al_2TiO_5ss等高温物相构成的致密结构将非晶相挤压于空隙结构的3Al_2O_3·2SiO_2ss晶间,避免了低熔点相富集带来的不利影响,进而赋予该Al_2TiO_5ss/3Al_2O_3·2SiO_2ss复合材料良好的结构稳定性。     

机械化学合成Ni2Al3/Al2O3去合金化制备Raney-Ni/Al2O3复合粉体

以NiO粉和Al粉为原料,采用机械球磨诱发化学反应制备了Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。利用X射线衍射仪(XRD)和附带能量色散谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)对复合粉体球磨过程中的固态反应过程、表面形貌进行表征。将Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体用浓度为20%的NaOH溶液腐蚀2h,可得到纳米晶结构的Ni/Al_2O_3复合粉体。利用XRD和TEM对其物相和结构进行了表征。结果表明,球磨1h后混合粉末仍为NiO粉和Al粉,球磨3h后NiO粉和Al粉在机械力的作用下反应形成Ni_2Al_3和Al_2O_3粉体,机械力诱发的NiO和Al之间的反应属于突发型反应,继续球磨10h后形成Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体。Ni_2Al_3/Al_2O_3复合粉体在70℃、质量比为20%NaOH溶液中刻蚀2h,可获得Ni/Al_2O_3复合粉体。     

Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃耐海水性能的影响

本文通过高温熔融法制备了Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂的硼硅酸盐玻璃,借助SEM、ICPAES、XRD和pH计等分析手段,探究了稀土掺杂对该玻璃耐蚀性能的影响及其在海水中的腐蚀机理。结果表明:单独掺杂不同量的稀土氧化物对玻璃耐海水性能的影响不同,理想的单独掺杂量分别为1.00mol%的Y_2O_3(ZBY4)和0.25mol%的Gd_2O_3(ZBG1);混合掺杂的试样在耐海水性能上均得到提高,其中最佳掺杂量为0.5mol%Y_2O_3+0.5mol%Gd_2O_3;基础试样腐蚀后表面析出Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·_3H_2O晶体,ZBY4、ZBG1试样及所有混合掺杂试样表面均没有晶体产生。此外,玻璃在海水中的腐蚀与玻璃在去离子水中的腐蚀过程存在较大差别。     

Al_2O_3和AlN对24Li_2O-76SiO_2玻璃结构和相变的作用

作为一种重要的微晶玻璃系统,Li 系玻璃的结构及其分相与晶化引起了玻璃工作者的浓厚兴趣。本文以24Li_20-76SiO-2玻璃为基础,引入不同量的 Al_2O-3和 AlN,用 Raman光谱、透射电镜、扫描电镜、X 射线衍射和差热分析等方法,对 Li_2O-SiO_2,Li_2O-Al_2O_3-SiO_2 和 Li-Al-Si-O-N 系统玻璃的结构、分相和晶化进行了系统研究。发现在Li_2O-SiO_2玻璃中,由于 Li~+具有较高的静电离子场强,使非桥氧的分布不是统计均匀     

300—900℃用高温热敏电阻材料的初步小结

本文介绍了几种300～700℃,600～900℃用的高温热敏电阻材料,给出了几种配方的烧结等工艺条件和某些电学特性。重点介绍了Al_2O_3—MnO_2—NiO和Fe_2O_3—Al_2O_3—MnO_2系材料的不同组分及烧结温度对其电阻值和B值的影响。对某些氧化物高温热敏电阻材料中出现的离子导电现象及其对高温热敏电阻性能的影响,进行了初步的讨论,同时,给出了部分材料配方的稳定性数据。试验结果表明:Al_2O_3—MnO_2—NiO高温热敏电阻材料具有烧结温度低,灵敏度高,稳定性好等优点,且其原材料来源丰富,适宜于制造300—900℃温区的高温热敏电阻器。目前利用上述材料已制成小批量元件提供有关方面试用。     

硅衬底Al2O3∶Tb3+薄膜的制备及其发光性能

采用溶胶凝胶法在硅衬底上制备了Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜; 并采用DTA-TG、XRD、SEM、AFM及光致发光光谱对其进行了一系列表征; 分析了Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜的发光机理, 探讨了热处理温度和Tb³⁺掺杂浓度对发光性能的影响规律. 研究结果表明, 采用溶胶凝胶法制备工艺, 制备了高发光强度的Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜, 薄膜的最佳激发波长为240nm, Tb³⁺的最佳掺杂浓度为5mol%(Tb₂O₃/Al₂O₃=5mol%), 在240nm光激发下, 最强的发射峰出现在544nm附近; 并且制备的Al₂O₃∶Tb³⁺薄膜表面致密、平整且无裂纹产生, 表面粗糙度约为1.3nm, 有利于硅基光电子器件的制备和应用.     

长余辉材料Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Nd~(3+)的溶胶凝胶法制备及性能研究

首次研究了以Nd~(3+)离子为辅助激活剂,对Eu~(2+)掺杂的发光材料Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)余辉性能的影响.用溶胶凝胶法合成了Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末,并用扫描电镜、X射线衍射计、荧光分光光度计、余辉亮度测试仪、热释光剂量计等手段对粉末样品进行了表征.结果表明,在1350℃得到了单一的Sr_4Al_(14)O_(25)相,粉末颗粒平均粒度在1μm左右.Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末有402和485nm两个发射峰,与Eu~(2+)单掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)相比,发射峰位置没有变化,但适量的掺杂可以大大提高余辉时间和余辉亮度,余辉时间可达18h以上.最后通过对热释光谱的分析解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,适宜深度的陷阱可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度.     

X射线吸收精细结构谱在材料科学中的应用

简单介绍了X射线吸收精细结构谱的物理基础,数据处理方法,讨论了X射线吸收精细结构谱在元素组成,价态和结构环境方面的分析结果。结果显示,在钠钙硅酸盐平板玻璃中,二价铁离子和三价铁离子同时存在。在Ag-Na离子交换后,二价铁离子被银离子氧化成三价铁离子。当Ti2O3和锐钛矿被分别掺入硼硅酸盐玻璃后,钛离子主要以四价存在,Ti^4＋离子占据五重配位点。在玻璃中同时掺入锐钛矿和还原剂C,诱导三价钛离子生成,三价钛离子占据八面体配位点,使得Ti K边预边峰高度降低。包裹在钠钙硅酸盐玻璃中的银纳米颗粒界面存在张应力,使得银晶格膨胀,银原子存在两种结构环境：Ag-O配位和Ag-Ag配位。孤立银原子的存在,使得最近邻Ag-Ag配位数显著降低。     

新型Al_2O_3/BCB多层薄膜复合介质材料的传输线损耗特性

本文结合功能材料Al2O3和BCB(苯并环丁烯树脂)的特点,创新性地提出了Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构的衬底,利用Al2O3高介电常数的优点和BCB薄膜工艺制备厚度的灵活性实现了低传输损耗。本研究采用与CMOS相兼容的半导体制造工艺在三种不同衬底(Si、Si/BCB和Si/Al2O3/BCB)上制作了CPW结构的传输线,通过仿真、测量、比较和分析其传输损耗特性得出Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构衬底有效地降低了普通硅衬底的高频损耗(20GHz时CPW传输线的损耗为1.18dB/mm),实现了微波毫米波电路低损耗传输线,具有广泛的应用前景。     

Influence of particulate morphology on microstructure and tribological properties of cold sprayed A380/Al_2O_3 composite coatings

In this study, three kinds of A380/Al_2O_3 composite coatings were prepared by cold spray(CS) using spherical, irregular and spherical + irregular shaped Al_2O_3 particulates separately mixed in the original A380 alloy powders. The influence of Al_2O_3 particulates' morphology on the microstructural characteristics(i.e.retention of Al_2O_3 content in coatings, coating/matrix interfacial bonding, pore size distribution and morphology etc.) and wear performance of the coatings was investigated by scanning electron microscopy(SEM), X-ray computed tomography(XCT) and 3-D optical profilometry. Results indicated that the spherical Al_2O_3 shows obvious tamping effect during deposition process. As a result, the interface showed a wavy shape while the matrix and particulates were mechanical interlocked with much improved adhesion. In addition, the porosity of the coating was minimized and the pores exhibited curved spherical structure with reduced dimensions. The irregular Al_2O_3 particles predominantly displayed the embedding effect together with fragmentation of Al_2O_3 particulates. Consequently, poor coating/matrix interfacial bonding, high porosity and the formation of angular-shaped pores were resulted in the coating. Dry sliding wear tests results revealed that the wear resistance of the coating is directly related with the retained content of Al_2O_3 in the coating. The coating containing irregular Al_2O_3 particulates displayed superior wear performance with its wear rate one seventh of that of the pure A380 alloy coating. The coating containing both kinds of Al_2O_3 particulates showed mixed characteristics of above two kinds of Al_2O_3 composite coatings.     

反应形成MoSi2/Al2O3陶瓷复合材料的微观结构

以MoO3、Al和Si为原料,通过控制工艺,用反应烧结法制备MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料。通过对M0O3 Al Si在Ar气氛中反应的差热曲线分析来确定烧结MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料的热处理工艺。分析了生成的MoSi2／Al2O3陶瓷复合材料的X射线图谱、扫描电镜图和能谱分析图,以确定其微观结构。     

电泳沉积法制备钛酸纳米管膜层

采用水热合成法制备钛酸钠纳米管,然后依次与HNO3,正四丁基氢氧化铵水溶液(TBAOH)离子交换后,经过高速离心,将所得沉淀物分散于无水乙醇溶液中,并应用电泳沉积的方法成功地在不锈钢或导电玻璃表面构筑了钛酸纳米管薄膜.采用TEM、XRD、SEM及EDS等对纳米管薄膜的表面形貌、结构和组成等进行表征.结果表明,电泳沉积法制备钛酸纳米管薄膜致密均匀、厚度可控并与基体结合力良好;经高温烧结后,形貌基本保持不变,可望成为一种新的功能材料.文中还对纳米管薄膜的形成机理进行了讨论.     

包覆型α-Al_2O_3粉体的制备及表征

以平均粒径为22μm和0.5μm的α-Al2O3粉体为起始原料(以下分别简称Al2O3(C)和Al2O3(F)),分别以聚乙烯亚胺(PEI)和聚甲基丙烯酸铵(APMA)为聚合物电解质,采用非均相凝固法将Al2O3(F)颗粒均匀地包覆在Al2O3(C)粉体表面.重点考察了聚合物电解质的吸附时间、Al2O3(C)/Al2O3(F)的质量比、两种分子量的PEI对包覆型氧化铝粉体制备的影响.当Al2O3(C)/Al2O3(F)的质量比为1∶3,经过分子量约为60 000的PEI处理2 h的Al2O3(C)粉体表面均匀地包覆了Al2O3(F)颗粒(经APMA处理2 h).采用该包覆型粉体制备出片状多孔支撑体,其孔隙率为35.8%,平均孔径为2.9μm,纯水通量为205 m3/(m2.h.MPa).     

Ce~(3+)和Y~(3+)掺杂对Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

在还原气氛下,采用高温固相法合成了Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Rs~(3+) (R~(3+)=Ce~(3+),Y~(3+))系列荧光粉.结果表明,少量稀土离子的掺入没有改变晶体的物相结构.在Ca_2MgSi_2o_7:Euz~(2+)荧光粉中,Ce~(3+)和y~(3+)的掺入对荧光强度的影响较大,且与掺杂元素、掺杂量相关.当掺杂Ce~(3+)和Y~(3+)的量分别为0.007mol和0.05mol时,所得荧光粉在532nm处的发光强度分别是未掺杂时的127%和117%.结果表明,在Ca_2MgSi_2O_7中Ce~(3+)与Eu~(2+)存在能量传递,Ce~(3+)的加入显著敏化了Eu~(2+)的发光,导致荧光强度的进一步提高;Y~(3+)的掺杂可以使荧光粉的粒径减小,并导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu~(2+)发光,从而使荧光强度进一步提高.