SiC对烧结堇青石材料性能的影响

以高岭土、滑石和工业氧化铝为矿物原料烧结制备了堇青石陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机和热膨胀仪等测试手段,研究了添加不同含量SiC对烧结堇青石陶瓷相组成和性能的影响,并比较了添加不同颗粒尺寸的SiC对烧结陶瓷强度的影响。试验表明,随着SiC添加量的增加,堇青石陶瓷的弯曲强度、致密度和热膨胀系数逐渐增大。...     

SiC对烧结堇青石材料性能的影响

以高岭土、滑石和工业氧化铝为矿物原料烧结制备了堇青石陶瓷,通过X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机和热膨胀仪等测试手段,研究了添加不同含量SiC对烧结堇青石陶瓷相组成和性能的影响,并比较了添加不同颗粒尺寸的SiC对烧结陶瓷强度的影响。试验表明,随着SiC添加量的增加,堇青石陶瓷的弯曲强度、致密度和热膨胀系数逐渐增大。当添加SiC的质量分数为5%、粒径为5.0μm时,烧结堇青石陶瓷的强度较未添加时增大了41.9%,而热膨胀系数的增幅不大。     

脱脂工艺对光固化3D打印堇青石陶瓷性能的影响

光固化3D打印是制造高度复杂结构陶瓷的一种有效方法。打印的样件需要经历脱脂和烧结等热处理才能成为可用的陶瓷件, 脱脂工艺对打印件性能影响巨大。本工作通过研究脱脂工艺对DLP光固化3D打印制备的堇青石陶瓷性能的影响规律, 建立缺陷抑制策略。比较并分析了脱脂气氛和升温速率对陶瓷样件的表面裂纹和元素分布状态的影响, 还对比进一步烧结后样件显微组织、尺寸收缩率、相对密度和弯曲强度等性能。研究发现脱脂气氛对样件各性能影响最大, 使用氩气脱脂可显著降低表面裂纹, 提高相对密度与弯曲强度; 并确定最佳升温速率为1 ℃/min。最终获得表面完整无裂纹且相对密度为(94.6±0.3)%, 弯曲强度为(94.3±3.2) MPa的堇青石陶瓷样件。本研究为光固化3D打印堇青石陶瓷的无缺陷制造与应用提供了科学依据与技术参考。     

碱处理对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响

采用10%(质量分数)的NaOH溶液对蜂窝状堇青石进行处理,研究了处理温度和时间对蜂窝状堇青石性能的影响,采用BET、SEM、XRF和XRD等对蜂窝状堇青石进行表征。结果表明:碱处理对蜂窝状堇青石的失重率、比表面积、比孔容积和孔径影响不大,但对蜂窝状堇青石的表面形貌影响很大。未处理的蜂窝状堇青石表面是由1μm左右的比较规则的块状粒子堆积而成,表面结构比较平整;而在100℃碱处理4h的蜂窝状堇青石的表面出现一层排列规则的花瓣状片状结构,并随处理温度的升高和处理时间的延长,蜂窝状堇青石的表面从花瓣状片状结构向网状结构转变。碱处理后的蜂窝状堇青石保持较好的机械强度。当处理温度高于100℃时,XRD图谱中出现SiO2的衍射峰,并随处理温度的升高,SiO2的衍射峰强度逐步增强。     

添加铅硅玻璃对烧结堇青石基微晶玻璃性能的影响

研究了铅硅玻璃在堇青石基微晶玻璃烧结中的作用及其添加量对微晶玻璃性能的影响．结果表明：铅硅玻璃的加入可以促进微晶玻璃的烧结致密化;随着铅硅玻璃加入量的增加,烧结样品的介电常数亦增加,且与密度变化曲线相似;微晶玻璃烧结样品的热膨胀系数符合加和性规律．     

高温除尘用堇青石陶瓷支撑体的制备研究

以廉价的工业级堇青石粉体为原料,分别采用粒径为5,10,15,20μm的聚苯乙烯微球为造孔剂,通过挤压成型和高温固相反应法制备了堇青石支撑体。探究了不同造孔剂粒径及不同烧结温度对支撑体基本性能的影响,并用XRD和SEM技术对样品的物相组成和断面形貌进行了表征。研究结果表明,造孔径粒径越大材料内部孔径分布越宽、支撑体开孔率及空气渗透速率越高而抗压强度及耐酸腐蚀性越小;过高的烧结温度会促进烧结液相的产生,降低材料孔隙率及空气渗透速率,当烧结温度为1 300℃,添加粒径为10μm的造孔剂时可制备出开孔率为54.12%,抗压强度为8.25 MPa,空气渗透速率为7.62 m~3/(h·Pa·m~2),耐酸腐蚀率为99.59%的堇青石陶瓷支撑体。     

Bi2O3对堇青石基玻璃性能的影响

研究了Bi2O3的掺入量和热处理制度对微晶玻璃的烧结和介电性能的影响.结果表明Bi2O3的加入和提高热处理温度有效促进了堇青石基微晶玻璃的烧结致密化.烧结样品的介电常数和介质损耗因子是由存在的晶体结构和致密化程度所决定的.样品的介质损耗因子随烧结温度的增加而减少,与样品的气孔率变化曲线相似.950℃以下,随着温度的增加,样品的介电常数亦增加,与样品的密度变化规律相似.这种材料具有低的介电常数(≈5)、低的介质损耗因子(＜0.2%)和低的烧结温度(约900℃),能够与高导电率的金属如Au,Ag/Pd和Cu共烧,是一种潜在的低温共烧基板材料.     

利用锰渣合成堇青石/钙长石复相陶瓷及其抗热震性能研究

以锰渣、滑石、工业氧化铝、石英为原料,在1 140～1 240℃温度内采用固相烧结法制备了堇青石、钙长石陶瓷。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了产物的物相组成和显微结构,分析了样品的抗热震性能及其机制。结果表明,钙长石相在1 160～1 240℃内均能烧成,堇青石晶体则在1 210℃及以上方能合成,烧结温度超过1 220℃则会出现过烧现象。热震测试表明,随热循环次数增加,1 210℃温度下烧成的堇青石/钙长石复相陶瓷的强度先降低,后逐渐回升。经30次热循环后材料的抗折强度高达58.16 MPa,超过热震前的56.98 MPa,增加率达2.07%。热震类似于退火,材料优良的抗热震性能可归因于淬火强化效应。     

堇青石基微晶玻璃的研究新进展

堇青石基微晶玻璃所具有的低介电常数、低热膨胀系数、高化学稳定性等一些优异性能,使其成为了电子应用领域的潜质材料.近年来,人们在改善烧结、促进整体析晶以及优化制备工艺等方面均取得了众多成果.综述了近年来国内外研究现状,包括材料性能的改善、晶化行为的研究及新用途的开发等.在此基础上,对前人研究中存在的问题进行了简要分析,最后展望了堇青石基微晶玻璃材料的发展趋势.     

酸处理条件对蜂窝状堇青石性能的影响

采用不同的无机酸对蜂窝状堇青石进行酸处理,研究了预处理条件对蜂窝状堇青石性能的影响,以BET、SEM-EDS、XRF和XRD等对蜂窝状堇青石进行表征。研究结果表明:(1)温和的酸处理不改变蜂窝状堇青石的比表面积和孔结构,苛刻的酸处理可以有效地提高蜂窝状堇青石的比表面积和孔容。(2)在苛刻的酸处理条件下,相对于HNO3和H2SO4,HCl对蜂窝状堇青石具有较好的腐蚀性能。(3)以HCl为预处理剂,随着处理条件的苛刻,蜂窝状堇青石腐蚀程度加剧,比表面积表现出先增大后减小的变化趋势。     

掺杂Co2O3对ZnTiO3陶瓷介电性能的影响

研究了掺杂Co2O3对ZnTiO3陶瓷的微观结构与介电性能的影响.结果表明,掺杂的Co2O3在高温下分解生成Co2+进入ZnTiO3晶格形成(CoxZn1-x)TiO3固溶体,有效阻止了其分解为立方尖晶石相和金红石相.当Co2O3掺杂量为x=0.1,烧结温度1050℃时,陶瓷具有优良的微波介电性能和体积密度:ε=29.8,Q=4660(f=10GHz),Tf=-60×10-6/℃,p=5.11 g/mm3,并形成稳定、完全致密化的介电陶瓷组织结构.     

Eu3+、Dy3+和Er3+对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al2O3和SiO2微粉为原料,固相反应烧结合成制备堇青石.通过在反应物中分别加入不同含量的Eu2O3、Dy2O3和Er2O3,研究分析和对比了Eu3+、Dy3+和Er3+对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响.采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构,利用X'Pert Plus 软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析,采用半定量法对试样晶相组成进行计算,利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小.结果表明:由于Eu2O3、Dy2O3和Er2O3的加入,通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相,Eu3+、Dy3+和Er3+对Mg2+的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积.随着添加剂含量的增加,堇青石结构中液相量增加,相对结晶度降低,常温致密度提高,堇青石晶粒粒径减小.综合对比分析,Eu2O3对堇青石晶相转变的影响程度最弱,Er2O3对堇青石晶相转变的影响程度最强,对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好.     

Al3+离子替代La0.67Ca0.33MnO3体系的结构和输运行为研究

系统研究了Mn位替代的La0.67Ca0.33Mn1-xAlxO3体系的结构和输运特性.结果表明,随Al3+替代含量的增加,在整个替代范围内,晶胞体积表现出单调减小的规律.而体系的电阻率急剧增加,绝缘体-金属转变温度TIM向低温方向移动,且与Al3+替代含量存在线性关联.对少量Al3+替代含量,在T＞TIM的高温区域体系的输运特性满足热激活模型,在T＜TIM的低温区域满足金属输运行为.这种输运行为随Al3+替代的变化特征,可从Al3+离子对Mn3+-O2--Mn4+双交换通道的破坏和所导致的晶格畸变方面给予解释, Al3+替代改变了电子的局域环境,进而影响到体系的输运行为.     

Eu3+、Dy3+和Er3+对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al₂O₃和SiO₂微粉为原料, 固相反应烧结合成制备堇青石。通过在反应物中分别加入不同含量的Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃, 研究分析和对比了Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构, 利用X'Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析, 采用半定量法对试样晶相组成进行计算, 利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。结果表明: 由于Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃的加入, 通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相, Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对Mg²⁺的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积。随着添加剂含量的增加, 堇青石结构中液相量增加, 相对结晶度降低, 常温致密度提高, 堇青石晶粒粒径减小。综合对比分析, Eu₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最弱, Er₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最强, 对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好。     

烧结方法对LiTaO3/Al2 O3复相陶瓷微观组织及力学性能的影响

为了研究铁电／压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学行为的影响规律及机理,分别采用真空热压烧结法和冷等静压成型无压烧结法制备了稳定共存的LiTaO3/Al2O3(LTA)复相陶瓷,对比研究了其微观组织与力学性能,结果表明,1500℃真空热压烧结制备的LTA复相陶瓷中,LiTaO3相熔化,冷却时分布在Al2O3基体晶界,基体晶粒粗化,力学性能较低,200MPa冷等静压成型,1300℃无压烧结制备的LTA复相陶瓷中,LiTaO3颗粒弥散分布,基体晶粒细小,ψ（LiTaO3)为5％的LTA复相陶瓷的力学性能显著改善,强韧化机理为细晶与压电效应和／或电畴运动耗散能量强韧化。     

Zn2+固溶堇青石体系的结构与红外辐射特性

采用固相法制备了Zn2+固溶堇青石体系红外辐射材料,并对材料的结构及红外辐射性能进行了研究.在2(1-x)MgO@2xZnO@2Al2O3@5SiO2(x=0～0.6)体系中,x≤0.3时,可得到六方结构的堇青石固溶体;x＞0.3时,体系中镁铝尖晶石成为主要物相.x=0.2时,样品的红外辐射性能最佳,其法向全波段的辐射率达到0.89,8～14/μm波段的辐射率达到0.91以上.     

烧结条件对La、Mn掺杂BaTiO3基PTCR材料性能的影响

采用低温固态反应合成了La、Mn掺杂纳米钛酸钡基固溶体粉体，研究了各种烧结条件对其PTC材料性能的影响。实验表明，随着烧结温度的升高，材料的室温电阻先减后增，而升阻比基本呈先增后减的变化规律。随着保温时间的增长，材料的室温电阻也呈现先减后增的规律，且电阻温度系数逐渐增大。当烧结温度为1330℃，保温时间为30min时，制得了室温电阻率为72．97Ω·cm，升阻比和电阻温度系数分别为5．55×10^4和18.41％/℃的性质优良的PTC陶瓷材料。同时，对于各种变化规律给予了一定的理论解释。     

PbO-B2O3基玻璃对(Pb,Ca,La)(Fe,Nb)O3陶瓷微波介电性能的影响

基于玻璃形成理论和能量最小原理了玻璃组元与PCLFN陶瓷的微波介电性能之间的关系。PbO-B2O3基玻璃添加剂能够降低PCLFN陶瓷的烧结温度100－150℃。当PCLFN在1000－1050℃空气中烧结,Qf=3945-4796GHz,介电常数K＝100。PbO-B2O3基玻璃的组成也会影响PCLFN陶瓷的微波介电性能。三种PbO－B2O3基玻璃中,PbO-B2O3-V2O5玻璃是最有效的烧结助剂。     

氧化铋对微晶玻璃的相转变和性能的影响

为研究Bi2O3在堇青石基微晶玻璃烧结中的作用及其添加量对微晶玻璃的相转变和性能的影响,采用烧结法制备了不同Bi2O3含量的微晶玻璃,并对其进行了X射线衍射分析、显微分析和性能测试.结果表明:Bi2O3的加入降低了堇青石的u相向a相转变的温度,并有效促进微晶玻璃的烧结致密化;烧结样品的介电常数和抗折强度均随着Bi2O3加入量的增加而增加,且与密度变化规律相似;当Bi2O3添加量(质量分数)达5%时样品的介质损耗因子最低(＜10-3);微晶玻璃烧结样品的热膨胀系数基本符合线性规律.