矿化剂对YAl_(1-x)Cr_xO_3陶瓷红色料性能的影响

采用XRD、FESEM及色度测试等多种分析方法,研究了矿化剂种类、组合方式及添加量对(YAl_(1-x)Cr_xO_3)色料性能的影响.结果表明:适合于该色料的矿化剂有单一矿化剂CaF_2、二元复合矿化剂NaF+CaCO_3和三元矿化剂LiF+MgF_2+Na_2CO_3,促使晶形发育完善和呈色的综合效果为:CaF_2>NaF+CaCO_3>LiF+MgF_2+Na_2CO_3.矿化剂NaF+CaCO_3合成的色料主晶相为钇铝榴石(AlYO_3),次晶相为二钇铝榴石(Al_2Y_4O_9),残余相是Y_2O_3,另外两种矿化剂合成的色料则没有次晶相出现.NaF+CaCO_3的添加量在8%～12%(质量分数,下同)、CaF_2的添加量在13%～17%时,色料有较好的红度值.     

ZrO_2对超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y)的影响

基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过改变ZrO_2(4Y)含量,研究材料成分、结构与性能之间的关系.结果表明:当ZrO_2(4Y)体积分数低于37%,复合陶瓷是以ZrO_2四方相纳微米纤维镶嵌其上且取向各异的棒状共晶团为基体;当ZrO_2(4Y)体积分数高于40%,则获得ZrO_2四方相微米类球晶为基的复合陶瓷.力学性能显示,Al_2O_3/33%ZrO_2(4Y)以低的凝固温度,达到了最高的相对密度与硬度值,且也因低的缺陷尺寸及裂纹偏转与桥接增韧所带来的高断裂韧性,具有最高的弯曲强度值.     

BiFeO_3的水热合成及其结构演变

以Fe(NO3)3·9H2O和Bi(NO3)3·5H2O为原料、Na OH为矿化剂,采用水热法成功制备了Bi Fe O3粉体,研究了Bi Fe O3粉体在不同反应条件下的相结构与微观形貌的演变。结果表明:低的反应温度下只有杂相生成,提高反应温度使得杂相逐渐减少,有效地促进Bi Fe O3相的合成;反应时间的延长也有助于减少杂相,而较低的矿化剂浓度能够获得纯Bi Fe O3,当Na OH浓度为1 mol/L时,在170℃反应24 h可以获得纯Bi Fe O3粉体。另外,通过控制不同的反应条件,可以获得多种形貌的产物,如薄片、球形体、纳米颗粒、纳米线、四面体,实验发现,适中的反应温度、时间和矿化剂浓度可以得到大尺寸的球形体(~10μm),而反应时间的延长则会促进一维纳米结构及纳米颗粒的生长。     

PZT纳米晶粉体的水热合成及表征

本文选取近于MPB的组成Pb(Zr0.52Ti0.48)O3进行了研究.通过水热法合成了纯相钙钛矿型纳米晶锆钛酸铅(PZT)粉体.所用原料试剂为分析纯Pb(NO3)2、Zr(NO3)4·5H2O、Ti(OC4H9)4,NaOH作为矿化剂.原料试剂按Pb(Zr0.52Ti0.48)O3化学计量比混合放入50 mL内衬聚四氟乙烯的高压釜中,填充度为70%.高压釜在170～270℃之间选择一定温度加热2 h后在冰水中冷却到室温.前躯体及水热处理的粉体通过XRD和SEM进行表征.PZT相在220℃加热2 h开始出现.在270℃加热2 h合成了纯相钙钛矿型纳米晶PZT粉体.粉体的平均尺寸为25 nm.     

水热合成纳米氧化锆工艺研究

探讨了水热法合成氧化锆纳米材料过程中工艺参数对产物的影响。结果表明:水热反应温度越高、前驱体滴定pH值越高,越有利于生成立方相ZrO2;矿化剂可以降低反应的温度,矿化剂浓度增加,晶粒尺寸变小。通过实验得出水热合成纳米ZrO2最佳工艺条件为:水热温度220℃、反应时间48 h、前驱体滴定pH值为11、复合矿化剂K2CO3/KOH比率为3时,适宜浓度为0.1 mol/L。     

离子交换法制备ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为沉淀剂,采用离子交换法制备了ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶,通过XRD,TEM,HRTEM和EDS等对晶体的结构、形貌及化学成分进行了表征,利用3D荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Eu~(3+)在ZrO_2纳米晶中的发光性质。结果表明,焙烧温度在800℃以下所得的ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶主要为四方结构,晶粒尺寸约为5—20 nm,随着焙烧温度的升高,样品的晶结构发生了细微变化,从900℃开始出现了少量单斜晶,由ZrO_2:Eu~(3+)的3D荧光光谱确定了其最佳监测波长和发射波长,在394 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO_2中Eu~(3+)的590 nm(~5D_0→~7F_1)和606 nm(~5D_0→~7F_2)特征发射谱,随着相结构细微的变化,发射光谱的形状及强度均发生变化,说明ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶的发光性质对其结构非常敏感。     

ZnO纳米晶的合成、掺杂及发光性能研究

以Zn(NO_3)_2、(NH_4)_2CO_3与Y(NO_3)_3为初始原料,采用水热法制备了棒状和枝状ZnO及掺杂Y的ZnO纳米晶.采用XRD、Raman、FESEM 、EDAX和PL方法对合成产物形貌与发光性能进行表征.XRD与Raman的研究结果表明,合成的棒状和枝状ZnO纳米晶为六方纤锌矿单晶;XRD与FESEM的测试结果表明,pH值对水热产物的晶相及形貌有重要的影响;XRD结合EDAX的分析结果表明,热处理后的水热产物中Y元素掺入了ZnO基体;ZnO及ZnO-Y_2O_3的纳米晶PL谱的结果表明,产物的发光性能与制备方式有关,与此同时,ZnO-Y_2O_3纳米晶的本征发光峰发生红移,其结果与Y元素与ZnO之间的能量传递有关.     

ZrO_2纳米晶涂层修饰改性的陶瓷微滤膜性能

对α-Al_2O_3陶瓷膜进行四方相的ZrO_2纳米涂层修饰.陶瓷膜分别经5,8.5,12 nm 3种不同尺寸的四方相ZrO_2纳米晶涂层修饰改性后,ZrO_2纳米晶的尺寸越小,Zeta电位的绝对值也就越大,等压下的水通量也就越大.经修饰改性后的陶瓷微滤膜在平均孔径相对于支撑体缩小约10倍后,在相同压差下其水通量明显大于支撑体的水通量.过膜后水的渗透压呈略微上升的趋势及电导率产生突跃性的增加.在陶瓷膜表面羟基的亲水性和荷电特征等因素的作用下,过膜后较大的水分子团簇(结构)断裂为较小的团簇.     

水热法法合成Bi4Ti3O12纳米晶

以Bi(NO3)3·5H2O和Ti(OCrH9)4为原料,KOH作为矿化剂,在200℃温度下水热反应24 h获得了纯相Bi4Ti3O12粉体.利用XRD对合成粉体的物相进行了表征,利用TEM和SEM观察了合成粉体颗粒的微观形貌.结果显示,所合成的粉体为片状或带状的单晶Bi4Ti3O12颗粒,片状颗粒的平面与(001)面平行.分析了片状结构Bi4Ti3O12形成的机制.     

原位选择氮化法制备纳米t-ZrO2-TiN复合粉体

以含锆、钇、钛的化合物为起始原料,采用共沉淀法制备了组成均匀的纳米ZrO2(3Y)-TiO2复合粉体.用氨气为氮化剂,在一定的氮化条件下,进行原位选择氮化反应.对不同氮化温度、氮化时间合成的复合粉体用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电镜(FESEM)等方法进行了表征.研究了氮化温度、氮化时间对合成复合粉体性能的影响.结果表明在800℃～1 450℃氮化5 h,复合粉体中的TiO2氮化成为TiN,t-ZrO2未被氮化,从而制得1种氮化钛均匀分散于四方氧化锆中的纳米t-ZrO2-TiN复合粉体,复合粉体的粒径在纳米尺度范围.     

钛与氧化物陶瓷界面反应研究

借助SEM和差热分析(DTA),研究了纯钛与Y_2O_3、ZrO_3(Y_2O_3,稳定和CaO稳定)陶瓷耐火材料界面反应后金属 侧的显微组织,并测定了纯钛与Y_2O_3,、ZrO_2(Y_2O_3,稳定和CaO稳定)的初始反应温度和反应速率.结果表明,纯钛与 ZrO_2(CaO稳定)反应后的显微组织最粗大,为块状,而与Y_2O_3,反应产物最细小均匀,为条带状;三种陶瓷材料对纯钛 的初始反应温度依次为:1 378℃、1 245℃、1 213℃,反应速率也依次增大.     

Fe3Al增韧3Y-TZP基复合材料抗热震性能研究

采用压痕-急冷法测试了单相3Y-ZrO2及3Y-ZrO2／Fe3Al复合材料的抗热震性能，并与急冷-强度法的测试结果进行了对比分析。试验结果表明，两种方法之间存在一致性。两种复合材料比基体的抗热震性均有较大幅度的提高。压痕-急冷法与急冷一强度法相比免去了热震后的强度测试，不同温度下热震可以采用同一试样，而后者在不同热震温差下，必须使用新的试样。     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料的可靠性、磨损形态及其切削耐用度

研究了Al2O3和Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料的Weibull分布、磨损形态及其切削耐用度。用一元线性回归方法确定Al2O3/ZrO2(Y2O3)刀具的耐用度参数,分析切削条件对Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料寿命的影响。结果表明:Al2O3和含2%(摩尔分数)及3%Y2O3的ZrO2/Al2O3(Al2O3/ZrO2(2Y)及Al2O3/ZrO2(3Y))复合刀具材料Weibull模数的m值分别是5.6、10.2和11.7,说明Al2O3/ZrO2(3Y)陶瓷的可靠性最优;Al2O3/ZrO2(3Y)复合刀具切削40CrMoNiA合金钢的磨损形态主要来自磨粒磨损和粘结磨损,耐用度参数vc、f、ap的指数值分别为1.3、1.69和0.66,陶瓷刀具更适合高速切削,最大影响因素是进给量(f),在最佳切削条件下(vc=140 m/min,ap=0.5 mm和f=0.3 mm/r)切削耐用度为3 h。     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料断裂过程中的相变及力学性能

用真空烧结方法制备了Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料,分析了ZrO2(3Y)和ZrO2(2Y)含量对Al2O3基陶瓷抗弯强度、断裂韧性的影响.用XRD定量分析了含摩尔分数2%与3%Y2O3的ZrO2(2Y)与ZrO2(BY)在断裂过程中四方相转变成单斜相的相变量,用以阐明增韧机制.结果表明,在ZrO2含量为15%(体积分数)时,Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的抗弯强度、断裂韧性分别达到825MPa,7.8MPa·m1/2和738MPa,6.7MPa·m1/2,两者的性能差异主要来自不同的增韧机制.     

钛铝基合金与4种陶瓷界面反应的研究

借助SEM和差热分析(DTA),研究了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料界面反应后金属侧的显微组织,并测定了Ti48Al2Cr2Nb合金与Y2O3、ZrO2(Y2O3稳定)、ZrO2(MgO稳定)和锆英砂4种陶瓷耐火材料的初始反应温度.结果表明,Ti48Al2Cr2Nb合金与锆英砂反应后的显微组织最粗大,为菊花状,而与Y2O3反应产物最细小均匀,为颗粒状;4种陶瓷材料对Ti48Al2Cr2Nb合金的初始反应温度依次为:1500,1400,1380和820℃.     

稀土盐浸泡镁合金微弧氧化膜层的制备及性能(英文)

在 K2ZrF6-Na2SiO3电解液中对 Y(NO3)3浸泡预处理的 AZ91D 镁合金进行微弧氧化处理,在镁合金表面制备 Y2O3-ZrO2-MgO 复合膜层(YSZ-MgO 膜)。运用电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、X 射线衍射(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究 YSZ-MgO 膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性。结果表明,YSZ-MgO 膜主要由 Y2O3、ZrO2、MgO 和 Mg2SiO4等物相组成,和未经 Y(NO3)3浸泡的膜层(ZrO2-MgO 膜)相比,YSZ-MgO膜的厚度较小,但膜层的致密性较好,表面粗糙度较小;且腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在 5%NaCl 溶液中的腐蚀速率低于 ZrO2-MgO 膜的,约为 AZ91D 镁合金的 8%。YSZ-MgO 膜层比普通 ZrO2-MgO膜层具有更强的抗高温氧化性能和耐热冲击性能。     

Y_2O_3稳定ZrO_2(YSZ)膜料制备与结构分析

通过YSZ膜料的制备及结构分析,得出Y2O3的最佳加入量。结果表明Y2O3的加入量达到7 mol%时,材料中Zr O2主要以高温相存在,达到了材料稳定的要求;通过对YSZ膜料和薄膜的结构检测和晶粒尺寸计算,进一步证明Y2O3对Zr O2具有良好的稳定作用;提出膜料预熔是一次高温退火过程,能使未完全发生相变的单斜相Zr O2转变为高温相。     

Formation mechanism of intragranular structure in nano-composites

The effect of sintering process and ZrO2 contents on formation of intragranular ZrO2 in Al2O3 matrix was investigated with α-Al2O3 micro-powders and ZrO2 nano-powders as original materials. It is found that the secondphase particles coalesce with the growth of matrix grains during sintering. The process conditions that benefit the growth of matrix grains benefit the formation of intragrains. The formation procedure of intragrains could be described as follows. At first, the particles are driven to agglomerate during densification of the matrix. Some particles move along with the migration of the matrix grain boundaries and tend to further gather， then become intergrains. Those gripped between the matrix grain boundaries become intragrains during the growth of matrix grains.     

ZrO2（3Y）/WC-20%Co金属陶瓷复合材料的耐磨性

采用真空烧结脱脂和热等静压工艺制备了ZrO2(3Y)含量不同的WC-20%Co复合材料,用X射线衍射仪定量分析计算摩擦磨损试验前后由四方结构(t)向单斜结构(m)转变(t→m)的相变量,在MM-200型摩擦磨损试验机上评价其耐磨性。利用扫描电子显微镜观察分析了试样的磨损表面形貌,并分析了磨损特性及机制。结果表明:在WC-20%Co中添加适量ZrO2(3Y)可以提高其耐磨性,其中ZrO2含量为4%～5%时,其耐磨性最佳,这是由于其表面摩擦压应力作用诱发t→m相变的结果。