钙钛石型复合氧化物纳米块体的研究进展

钙钛石型复合氧化物具有一系列特殊性能,而其纳米块体的成功制备是该类材料得以大范围应用的关键.介绍了钙钛石型复合氧化物的结构,讨论了该类型纳米氧化物块体的各种制备技术特点与存在的问题,并在国内外现有研究的基础上,总结了该类型氧化物纳米块体在磁学、气敏、催化、高温超导等方面的性能及应用,最后对纳米钙钛石型复合氧化物块体的发展前景进行了展望.     

超高居里温度钙钛矿层状结构压电陶瓷研究进展

钙钛矿层状压电陶瓷具有超高居里温度和高温度稳定性, 已成为目前高温压电陶瓷的研究热点。本文针对钙钛矿层状压电陶瓷致密化烧结难以及压电性能低的难题, 主要从晶体结构、制备工艺、掺杂改性和复合固溶体等方面总结了钙钛矿层状高温压电陶瓷的研究进展, 同时归纳和比较了不同制备工艺和掺杂改性的钙钛矿层状高温压电陶瓷的烧结性和压电性能。简要分析了钙钛矿层状结构自发极化的来源, 并对未来研究这类材料的铁电相变机理和提高压电性能作了展望。     

硅碱钙石微晶玻璃的析晶特性及其增韧机理研究

通过调整热处理工艺制备了不同结构的R₂O-CaO-SiO₂-F系硅碱钙石微晶玻璃, 分析了析晶特性和力学性能, 重点研究以硅碱钙石为主晶微晶玻璃的裂纹扩展机制及增韧机理。结果表明, 基础玻璃在低温处理时首先析出CaF₂微晶作为异质晶核, 一步法处理后得到岛屿状硬硅钙石/硅碱钙石复相微晶玻璃, 两步法处理后得到了力学性能优异、具有板条交错结构的硅碱钙石微晶玻璃。研究发现, 硅碱钙石微晶玻璃的裂纹扩展受到周围板条晶体取向及晶界影响, 存在穿晶断裂和沿晶断裂两种模式扩展, 呈现出随机取向的折线或台阶状裂纹路径。其中具有一定长径比的板条状硅碱钙石具有较好的桥联作用, 承载补强效果显著, 此外硅碱钙石晶体与玻璃相之间存在的残余应力, 有利于缓解裂纹应力集中以及增加裂纹扩展能。即, 硅碱钙石微晶玻璃优异的力学性能是各种增强和增韧机制综合作用的结果。     

水热法合成白磷钙石

以CaO、Mg(NO₃)₂和H₃PO₄为原料, 通过水热法合成白磷钙石。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、热分析(TG-DTA)和X射线荧光光谱(XRF)进行了分析表征。结果表明, 随着初始溶液中Mg/(Ca+Mg)摩尔比的增加, 白磷钙石的结晶行为有显著不同: 形貌由六方板状晶体(直径30~50 μm)向球形聚集体(直径3~5 μm)转变, 晶胞参数a和c值则逐渐减小。初始溶液中Mg/(Ca+Mg)增加, 产物中的Mg/(Ca+Mg)含量也逐渐增加, Mg/ (Ca+Mg)的最高值为13.6%。在实验条件下, 白磷钙石的成核与结晶过程在2 h之内基本完成。白磷钙石Ca₁₈Mg₂H₂(PO₄)₁₄在680~950℃之间脱去结构水, 转变为Ca₁₈Mg₂(PO₄)₁₂P₂O₇。     

富钙钛锆石型人造岩石固化体的制备现状

富钙钛锆石型人造岩石将放射性核素固定在其晶格中作为晶体的一部分固定起来,大大提高了放射性废物处置的长期安全性,是固化高放射性废物理想的固化介质.对制备得到的性能稳定的富钙钛锆石型人造岩石固化体的研究现状进行了较为全面的综述和评价.     

钙热还原法制备钛粉过程的研究

以颜料级TiO2、分析纯无水CaCl2和金属钙为原料,探索一种真空钙热还原制备金属钛粉的新方法,并借助XRD,SEM/EDS等设备对产物成分和钛粉进行表征。结果表明,添加的CaCl2可有效地减弱烧结影响并增大了气-固反应界面有助于还原反应。当CaCl2与TiO2比例为1∶4时,片状原料在1000℃下和钙蒸气充分反应6h,还原产物酸洗干燥后制备出低杂质含量的钛粉。粒度分布在10～20μm之间,粉末颗粒呈不规则形状,分布均匀且无大块团聚现象。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定彩色铅芯中的钙、铝、镁和钛的前处理方法比较

为了探究微波消解方法中氢氟酸加入对钙、铝、镁和钛测试结果的影响，用微波消解法和干灰化法对比测试了含有机材质的彩色铅芯中的钙、铝、镁和钛。其中微波消解法变化氢氟酸添加量并用盐酸作对比。干灰化法用硫酸碳化后灰化，灰化产物用稀酸溶解。所有溶液用ICP-OES测试。结果表明，微波消解法不加入氢氟酸时其中的钛元素不能完全溶出导致结果偏低（仅为正常值的14%），而钙、铝和镁元素含量随着氢氟酸添加量的增大而减小（最低仅为正常值的30%），添加盐酸则不存在这种现象。干灰化法各元素测试结果与正确加酸的微波消解法接近，相对标准偏差（RSD）均小于5%。因此，测试高含量的钙、铝和镁元素时应避免加入氢氟酸，而测试钛元素时则需要加入氢氟酸或硫酸。     

醇钙法和醇-水二元溶剂法制备亚稳态球霰石相CaCO3

提出了醇钙法概念, 并采用该方法制备了亚稳态球霰石相CaCO₃, 即利用CaCl₂溶解于乙醇形成的络合物与Na₂CO₃水溶液之间的反应制备球霰石相CaCO₃。主要研究了陈化时间和反应温度对产物晶相组成和颗粒形貌的影响, 并与相同条件下传统醇-水二元溶剂法制备CaCO₃进行了对比。X射线衍射(XRD)表征结果表明, 两种制备方法得到的产物中球霰石相的含量均随反应时间的延长和反应温度的升高而降低, 但是醇钙法得到的球霰石的含量远大于醇-水二元溶剂法, 且醇钙法得到的球霰石的稳定性也远优于醇-水二元溶剂法。SEM观察结果表明, 两种制备方法得到的产物中的球霰石和方解石颗粒均为其典型形貌, 即球状和菱方状。     

α粒子和Kr~+离子对钙钛锆石辐照损伤的Monte Carlo模拟

为研究高能粒子辐照条件下钙钛锆石的微观损伤机制,利用蒙特卡罗SRIM软件包模拟α粒子和Kr~+离子在100~3 000keV入射能量范围内,钙钛锆石的阻止本领、能量损失、平均投影射程、空位分布和临界非晶注入剂量dpa值。结果表明,当不同能量的α粒子轰击时,入射离子射程为437~6 960nm,形成的空位总数为12~20个,钙钛锆石以电子阻止本领为主,能量主要以电离能损的方式损耗;当不同能量的Kr~+离子轰击时,入射离子射程为39~1 130nm,形成空位总数为138~1 097个,随着入射粒子能量的增加核阻止本领逐渐减小,电子阻止本领逐渐增加,能量主要以入射离子电离能损、反冲离子电离能损和反冲离子声子能损的方式损耗;在临界非晶注入剂量下,1 000keV的Kr~+离子所产生的峰值dpa深度小,1 500keV的Kr~+离子所产生的峰值dpa深度大。     

氢化钛粉制备钛及钛合金材料研究进展

综述了采用氢化钛粉制备钛及钛合金材料的历史及现状,报道了以氢化钛粉为原料制备医用钛材料的研究进展,并将其性能与锻造钛合金做了对比。指出采用该粉末冶金技术制备钛及钛合金性能满足应用要求,并具有工艺短、能耗低、成材率高、设备投入小的特点,能使生产成本得到控制,适用于制造批量小、品种规格多的医用钛产品。最后,分析了氢化钛粉制备钛及钛合金中存在的问题,并展望了其未来发展方向。     

炭/炭复合材料表面生物活性钙磷涂层XRD和Raman光谱研究

通过声电沉积工艺在炭 炭复合材料表面制备了生物活性透钙磷石涂层,用XRD、EDAX及Raman光谱对炭 炭复合材料改性前后的表面特征进行了研究。结果表明,与传统电结晶工艺相比,声电沉积工艺所制透钙磷石涂层晶面间距减小,炭 炭复合材料与透钙磷石涂层间形成了C O P、C O H等化学键合。同时探讨了成键机理,认为声电沉积工艺是声电表面改性、声化学合成以及电结晶工艺的有机组合。     

钛渣晶核剂对赤泥粉煤灰微晶玻璃性能的影响?

采用烧结法以钛渣代替二氧化钛为晶核剂制备了高掺量的赤泥粉煤灰微晶玻璃,主要考查钛渣掺量对微晶玻璃产品的理化性能、物相组成及微观结构的影响.结果表明,主晶相均为钙铝黄长石,次晶相为钙铁透辉石和钙长石;结晶程度随钛渣含量而增加,微晶玻璃颜色逐渐变深,但钛渣含量过高,晶体会发生凝结现象;当钛渣掺量为6．6％时,固废总掺量达到了95．3％,抗压强度、抗折强度、显微硬度、耐酸性、耐碱性分别为89．43和53．13 MPa、6．62 GPa、0．041％、0．15％,产品性能达到建筑用微晶玻璃JC/T872-2000的质量标准.     

电压对钛表面微弧氧化陶瓷层特性的影响

为了提高钛表面的生物活性,利用微弧氧化技术在钛表面制备了含有钙磷的多孔二氧化钛陶瓷层。研究了施加电压对多孔微弧氧化层的平均孔径、表面粗糙度、相成分、钙磷含量以及Ca/P原子比的影响。结果表明,随着微弧氧化电压的升高,平均孔径、表面粗糙度、膜层中钙磷含量以及Ca/P原子比都逐渐增大,膜层的相成分由锐钛矿逐渐向金红石转变,并且膜层中逐渐有羟基磷灰石生成。     

钛和钛合金的发展动向及其应用

概况钛发现于1790年,经过了160年以后,于二十世纪五十年代初才步入工业生产。钛矿分布广、储量大,按元素在地壳中储量计算,钛占地壳重量的0.61％,在所有的金属元素中占第七位,仅次于铝、铁、钙、钠、钾、镁的含量,比常见的铜、镍、铅、锌的总和还要多十几倍。所以,钛原料的供应不会发生严重短缺,决不会象铬、钴、镍和其他战略金属那样缺少。钛的矿物有70多种,目前用来提取海绵     

钛废料脱氧工艺研究现状及进展

钛合金性能优异,被广泛应用于航空航天、化工、海洋工程等领域。随着钛制品的广泛应用,低纯度、多成分的废钛料大幅度增加,并且氧易溶解在钛合金中,增加了钛废料回收的难度,如何减少和回收金属钛废料成为钛工业发展中一项急需解决的重要课题。钛及钛合金与氧有很强的亲和性,通常钛废料在加工和使用过程中氧含量很高,氧与钛形成固溶体会降低钛合金的延展性和抗疲劳性,因此氧含量较高的废料不能再用作生产钛锭的原料,降低氧含量是钛废料回收利用的首要任务。近年来研究最为广泛的钛合金脱氧方法有熔盐电化学脱氧工艺、氢化-脱氢法(HDH法)、钛及钛合金熔炼脱氧工艺(添加脱氧剂和熔渣)等。熔盐电化学脱氧工艺中,改进的钙-卤化物熔盐脱氧法(OS法)和剑桥法(FFC法)均以钛的固体氧化物为阴极,在实验室研究中取得很好的脱氧效果,为二氧化钛直接制备金属钛提供新的研究方向,但是该工艺工业化进程中存在着氧在固体电极中扩散速度慢等问题。固体透氧膜法(SOM)绿色环保,解决了FFC法电流效率低、副反应难以控制等问题,但透氧膜的稳定性等问题阻碍了其工业化进展。而USTB工艺能将钛的成本降低到接近铝的成本,但工业化进程仍然存在一些有待解决的问题,如大型阳极加工困难、电解过程中阴极沉积不稳定等。HDH法用于废钛材脱氧是近几年各国学者研究的热点,但其目前仍存在脱氢工艺中难以彻底去除氢、钛产品中氧含量过高等有待解决的问题。金属热还原结合钛合金熔炼工艺是回收废钛材、降低氧含量的一条有效途径,而研究合适的脱氧剂及脱氧熔渣是实现废钛材回收的关键。本文综述了钛废料回收脱氧工艺的原理及研究发展现状,包括OS法、FFC法、SOM法及HDH法。重点介绍废钛料利用金属热还原法结合熔炼工艺进行脱氧的研究进展,包括熔渣、脱氧剂的选择等,并对熔炼脱氧工艺的研究进行了展望。     

多孔二氧化钛制备及其钙热还原的研究

提出了多孔钛制备的新方法,先采用占位体法制备出具有一定孔结构的二氧化钛,而后通过钙蒸气还原、浸出,获得多孔钛。借助X射线衍射、扫描电镜、X射线能谱仪、压汞仪等检测手段分别考察了造孔剂种类、造孔剂添加量、烧结温度、升温速率等对多孔二氧化钛孔结构的影响;并且通过钙蒸气还原制备出了具有一定孔结构的多孔钛。实验结果表明:添加不同种类造孔剂制备出的多孔二氧化钛的孔隙率大小的顺序为:柠檬酸淀粉石墨;烧结温度区间在800℃~1100℃时,样品的孔隙率呈现先上升后下降的趋势;淀粉为造孔剂时,获得更加均匀的孔分布;将所制备的多孔二氧化钛还原,所得到的多孔钛具有一定孔隙结构,并且随着多孔二氧化钛孔隙率的增大,所得多孔钛表面孔增多,多孔钛结构更加疏松。     

声电沉积透钙磷石和羟基磷灰石涂层动力学对比研究

借助声电沉积技术，在碳／碳复合材料表面制备了生物活性透钙磷石和羟基磷灰石涂层。采用分析天平称量了不同温度和时间的涂层重量，通过理论分析研究了涂层沉积的动力学规律。结果表明随时间温度增加，涂层的质量增加。透钙磷石和羟基磷灰石沉积都受扩散过程控制，并且得出羟基磷灰石的扩散活化能是7．24Kcal／mol，透钙磷石的扩散活化能很小，在本实验范围内不能求出，但通过比较分析，可知透钙磷石的扩散活化能远小于羟基磷灰石涂层，因此从理论上揭示了声电沉积工艺中，透钙磷石优先羟基磷灰石涂层沉积的本质原因。     

钛的热处理

纯钛及钛合金可以通过热处理使其强度和加工性能等得到很大改变,所以热处理是钛的生产中一道非常重要的工序.掌握钛的晶体结构和相变行为,对于选择钛的热处理条件有着重要的指导意义.     

台湾钛产业现状

1台湾的钛工业的特征 台湾的钛工业具有5大特征. (1)原料依赖进口.由于台湾没有钛及钛合金的熔炼,因此其钛产业主要依赖进口半成品.     

中钛型含钛高炉渣制微晶玻璃及其性能研究

以中钛型含钛高炉渣为主原料制备微晶玻璃,利用渣中的TiO_2作晶核剂。采用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析技术研究了含钛高炉渣用量的变化对基础玻璃晶化、微晶玻璃性能的影响。结果表明,渣中适量的TiO_2对玻璃晶化有较好的促进作用。渣用量较低时制得的微晶玻璃的主晶相为硅灰石,但当渣用量超过70%时,主晶相发生变化,变为钙铝黄长石等长石类矿相。中钛型含钛高炉渣用量为63%左右时,制得的微晶玻璃晶相含量合适,性能最好。此时采用的热处理制度为:核化温度720℃,保温1h,晶化温度945℃,保温2h,制得的微晶玻璃抗弯强度为121.68 MPa,显微硬度为7.81GPa。