空位对Sm2Zr2O7陶瓷热膨胀系数的影响

以ZrO2、Sm2O3和二价氧化物MO粉体(M=Mg,Ca)为原料,采用固相反应合成工艺制备了M0.1Sm1.9Zr2O6.95陶瓷,混合料在空气气氛中1600℃保温10h进行烧结.利用XRD、SEM和热膨胀仪测试了合成产物的相、微观组织和热膨胀系数,结果表明合成出了单相、微观组织较均匀的M0.1Sm1.9Zr2O6.95陶瓷,陶瓷的热膨胀系数均比纯Sm2Zr2O7陶瓷要高,分析认为热膨胀系数的提高主要是由于Sm2Zr2O7陶瓷中引入的空位所致.热障涂层陶瓷层材料热膨胀系数的提高有利于延长涂层的寿命.     

空位对Sm2Zr2O7陶瓷热膨胀系数的影响

以ZrO2、Sm2O3和二价氧化物MO粉体（M=Mg，Ca）为原料，采用固相反应合成工艺制备了M0．1Sm1.9Zr2O6.95陶瓷，混合料在空气气氛中1600℃保温10h进行烧结。利用XRD、SEM和热膨胀仪测试了合成产物的相、微观组织和热膨胀系数，结果表明合成出了单相、微观组织较均匀的M0．1Sm1.9Zr2O6.95陶瓷，陶瓷的热膨胀系数均比纯Sm2Zr2O7陶瓷要高，分析认为热膨胀系数的提高主要是由于Sm2Zr2O7，陶瓷中引入的空位所致。热障涂层陶瓷层材料热膨胀系数的提高有利于延长涂层的寿命。     

等离子喷涂用纳米结构Gd2Zr2O7 喂料的制备与性能

目的 稀土锆酸盐具有低热导率、优异的抗烧结性能和相稳定性,是下一代热障涂层和环境障涂层的理想材料。通过纳米粉体再造粒技术制备出等离子喷涂用高性能纳米结构球形喂料Gd2Zr2O7,以满足下一代热障涂层和环境障涂层的需求。方法 以Gd2O3与ZrO2粉体为原材料,采用纳米粉体再造粒技术制备出可等离子喷涂用的纳米结构Gd2Zr2O7喂料。利用SEM、XRD研究了固相烧结温度和时间对Gd2Zr2O7含量和晶粒尺寸的影响,分析了纳米结构Gd2Zr2O7喂料在不同纳米粉体再造粒阶段的微观形貌和相组成。同时,测定了纳米结构Gd2Zr2O7喂料的流动性、松装密度和振实密度。结果 纳米粉体再造粒技术可以制备出等离子喷涂用纳米结构Gd2Zr2O7喂料,喂料内部结构致密,球形度好,粒径为10~50 μm。在纳米粉体再造粒过程中,晶粒尺寸会随着烧结温度的升高而增大。在1 300 ℃烧结2 h生成的Gd2Zr2O7含量高,且晶粒尺寸小,为最优固相烧结工艺。等离子球化处理能有效地改善喂料的流动性。等离子球化处理后的喂料松装密度为2.09 g/cm3,振实密度为3.26 g/cm3,流动性为22.3 s/(50 g)。结论 采用纳米粉体再造粒技术成功制备出纳米结构Gd2Zr2O7粉体喂料。该喂料颗粒内部结构致密,外部表面光滑,球形度好,适合等离子喷涂,有望成为下一代热障涂层和环境障涂层。     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压合成及其相组成研究

为探索高温高压合成条件对Gd2-xNdkxZr2O7固溶体相组成、相结构以及相转变的影响,在不同合成压力(3～4 GPa)和温度(1 573～1 673 K)下制备了Gd2-xNdxZr2O7(x=0.2,0.4)系列样品,并利用X射线衍射仪、扫描电镜对样品进行分析.结果表明:所有样品均获得了以立方烧绿石(Gd,Nd)2Zr2O7为主相的混合相,未能生成单一的立方烧绿石相,其原因可能是合成时间过短和压力诱导相变所致;在高温高压合成条件下,不同掺杂量的Nd在极短合成时间内可全部固溶进入陶瓷基材的晶格中;Nd掺杂量降低,高温+高压将促进烧绿石相转变,其有序化程度也逐渐下降;Nd掺杂量升高,高温+高压则是形成烧绿石相的理想条件;在高温高压合成条件下,样品晶粒细小,分布均匀且致密性好.     

Gd2Zr2O7与Al2O3的高温界面反应

对Gd2Zr2O7与Al2O32层陶瓷材料在1600℃下的高温界面反应行为进行了研究.采用XRD,SEM,EDX等分析手段分析了反应生成的界面相成分和形貌,同时对该反应层的形成机理进行了研究.结果表明,界面反应层的相成分主要为GdAlO3;GdAlO3的形成机理是在Al2O3存在的前提下,Gd2Zr2O7分解成Gd2O3和ZrO2,Gd2O3与Al2O3反应形成GdAlO3.     

(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷的合成与导热性能研究

以Gd2O3、Sm2O3、Yb2O3和ZrOCl2·8H2O为原料,采用化学共沉淀法合成了一种新型的多元稀土锆酸盐(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷粉体,在1600℃无压烧结10h合成了致密的陶瓷块体.用X射线衍射仪(XRD)及场发射扫描电镜(SEM)对粉体和块体的微观结构进行了表征,采用激光闪射法测试了块体的导热性能.结果表明,制备的多元稀土锆酸盐陶瓷粉体具有焦绿石结构,晶粒细小,陶瓷的热导率明显低于一元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7的热导率.该研究结果显示(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7多元稀土锆酸盐陶瓷有可能应用于热障涂层陶瓷层材料.     

用X-射线衍法研究Sm2Zr2O7形成机制

采用XRD技术研究了固相反应制备Sm2Zr2O7的形成机制。结果表明：从1000℃开始，Sm^3＋逐渐取代Zr^4＋的位置，形成萤石结构ZrO2-Sm2O3固溶体，该过程直到1400℃才基本结束；在1200℃～1300℃之间，Sm2O3与ZrO2发生固溶的同时，固溶体开始转变为焦绿石结构的Sm2Zr2O7，到1500℃所有固溶体完全转变为Sm2Zr2O7；1500℃以后，Sm2Zr2O7晶体逐渐长大并最终形成理想的Sm2Zr2O7晶体。整个过程并无其它中间相生成。     

（Gd0．4Sm0．5Yb0．1）2Zr2O7陶瓷的合成与导热性能研究

以Gd2O3、Sm2O3、Yb2O3和ZrOCl2·8H2O为原料，采用化学共沉淀法合成了一种新型的多元稀土锆酸盐（Gd0．4Sm0．5Yb0.1）2Zr2O7陶瓷粉体，在1600℃无压烧结10h合成了致密的陶瓷块体。用X射线衍射仪（XRD）／及场发射扫描电镜（SEM）对粉体和块体的微观结构进行了表征，采用激光闪射法测试了块体的导热性能。结果表明，制备的多元稀土锆酸盐陶瓷粉体具有焦绿石结构，晶粒细小，陶瓷的热导率明显低于一元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7的热导率。该研究结果显示（Gd0.4Sm0.5Yb0.1）2Zr2O7，多元稀土锆酸盐陶瓷有可能应用于热障涂层陶瓷层材料。     

制备多孔Cf/ZrO2陶瓷基复合材料研究

以带有SiC涂层(厚度～lμm)的C纤维预制体作为骨架,液相浸渍Sol-Gel法制备的高固相含量ZrO2先驱体,溶胶-原位烧结制备多孔Cf/ZrO2陶瓷基复合材料.ZrO2先驱体溶胶稳定性取决于pH值和稀释NH3-H2O的浓度.pH=3时先驱体溶胶固相含量为50%.XRD及SEM结果表明:不同烧结温度和烧结气氛条件下,多孔Cf/ZrO2陶瓷基复合材料的成分物相和表面形貌有明显差别.Ar气氛低温烧结可以有效防止C纤维氧化和副反应发生,断裂过程中有纤维拔出的痕迹.1100℃烧结制备Cf/ZrO2陶瓷基复合材料力学性能最好,显气孔率为54%时弯曲强度接近13 MPa.     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2气氛下的腐蚀

研究了600℃时Fe-15Ce合金在H2-CO2、H2-H2S及H2-H2S-CO2 3种气氛中的腐蚀行为，Fe-15Ce合金腐蚀后发生了Ce的内氧化或形成了复杂的腐蚀产物膜，而未出现Ce的选择性氧化或硫化，这主要是合金中存在着两相及Ce在Fe中极低的溶解度的结果。Fe-15Ce合金在本实验条件下的氧化-硫化腐蚀速度低于相同温度、压力下的纯硫化。     

用氢-氧取代氧-乙炔作焊接切割的必要性及可行性

阐述了用氢代乙炔的必要性．通过时HGQU2000／315火焰电孤焊割机的考察和试用证实了用氢代乙炔的可行性，比较了两种气体的性质并提出了使用特性差异和注意事项．提出了进一步探索的问题。     

IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极制备及性能

通过热分解法制备了含IrO2-MnO2中间层Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极,采用SEM、EDX、XRD、CV等检测方法对中间层进行表征,同时采用强化加速寿命试验对电极电化学稳定性进行表征。结果表明:450℃时前躯体完全氧化并形成固溶体,制备的中间层晶粒细小,表面结构致密,电化学孔隙率小。添加中间层使Ti/RuO2-TiO2-SnO2电极强化寿命由未加中间层的7.5h提高到995.8h,远高于国家标准20h。     

氢分子在贮氢材料Li2MgN2H2表面的吸附与解离

采用第一性原理计算方法研究了Li-Mg-N-H体系贮氢材料的放氢产物Li2MgN2H2的吸氢反应过程中的过渡态、表面电子态密度和表面能。结果表明:氢分子在Li2MgN2H2低指数表面中最低能量(100)表面的Mg-Mg-Li穴位吸附位置能够形成最稳定的吸附结构并发生解离,氢分子吸附能为-0.1898eV,解离能约为0.84eV(81kJ/mol),表明该反应所需的反应活化能仍较高,吸氢反应速度缓慢。     

Thermodynamic evaluation of phase equilibria in the CaCl2-MgCl2-CaF2-MgF2 system

The phase diagram of the CaCl₂-CaF₂-MgCl₂-MgF₂ reciprocal ternary system was calculated thermodynamically from available data on the common-ion binary subsystems and from available data on the CaCl₂-MgF₂ join. This join is very nearly quasibinary and divides the system into two quasiternary systems: the CaCl₂-MgF₂-CaF₂ system with a ternary eutectic calculated at 724 +-5 °C and the CaC₂-MgF₂-MgCl₂ system with a ternary eutectic calculated at 561 +-5 °C.     

添加SnO_2组元对RuO_2 SnO_2 TiO_2/Ti钛阳极组织形貌的影响

通过溶胶凝胶 (Sol gel)法经涂刷、烧结、退火等工艺制备了添加不同含量SnO2 的RuO2 SnO2 TiO2 /Ti三元涂层钛阳极。并通过X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)、透射电子显微 (TEM )分析了SnO2 组元对RuO2 TiO2 SnO2 /Ti阳极涂层组织、晶粒尺寸和外观形貌的影响。结果表明 ,所获三元涂层颗粒尺寸细小 ,均为纳米结构 ,且添加SnO2 组元后有显著细化涂层晶粒的效果。在不同退火温度下 ,随SnO2 含量的增加 ,涂层晶粒均能发生一定程度的细化。所获三元阳极涂层主要组成物相为金红石 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体 ,SnO2 组元含量较高的涂层出现不同成分金红石相共存的现象 ;当涂层退火温度由 45 0℃升高至 6 0 0℃后 ,SnO2 组元不能阻止 (Ru ,Sn ,Ti)O2 固溶体脱溶分解 ,并析出六方晶系Ru单质 ;添加SnO2 组元的RuO2 SnO2 TiO2 涂层晶粒外观呈较理想等轴状特征     

Y2O3含量对SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O系统微晶玻璃的析晶及性能的影响

以SiO2-Al2O3-B2O3-K2O-Li2O为玻璃组成,P2O5和ZrO2为复合成核剂,Sb2O3为澄清剂,Y2O3为添加物,通过传统熔体冷却方法制得了该系统基础玻璃.利用DSC、XRD、SEM及性能测试等手段,研究了Y2O3含量的变化对玻璃析晶行为、析出晶相种类、晶粒尺寸、晶粒分布以及微晶玻璃的力学性能的影响.研究结果表明:随着Y2O3含量的增加,玻璃的析晶峰值温度升高,且析晶峰也逐渐变宽、变钝;Y2O3的加入并不影响微晶玻璃中主晶相的组成,但对其微观结构有明显影响;当Y2O3含量低于2.0%(摩尔分数)时,微晶玻璃的抗弯强度随Y2O3含量增加而增加;当Y2O3含量为2.0%时,获得微晶玻璃的抗弯强度值最高,达到217 MPa;当2.0%≤x(Y2O3)≤2.5%时,抗弯强度反而降低;当Y2O3含量为2.5%时,获得的微晶玻璃具有良好的半透明性,并具有较好的力学性能(抗弯强度为198 MPa);与一步法热处理相比,采用两步晶化热处理有利于提高微晶玻璃的力学性能.     

SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃的析晶

为了研究ZrO_2含量对SiO_2-Al_2O_3-MgO-F-ZrO_2系微晶玻璃析晶特征的影响,采用传统的熔融-冷淬法制备了不同ZrO_2含量的玻璃试样.结果表明:在所研究的玻璃中,ZrO_2的最大溶解量在5.0%(质量分数,下同)左右,超过其饱和溶解度后将析出氧化锆相.玻璃样品在700 ℃处理发生非晶态的分相现象,分相区主要是氟元素的偏聚,而没有形成锆元素的偏聚.在不同氧化锆含量的玻璃中析出的晶体有氟云母和少量ZrO_2与莫来石相.ZrO_2加入量的提高有助于在低温下析晶,但ZrO_2含量的提高抑制了氟云母晶体的析出.随着玻璃中ZrO_2含量的提高,析出晶体从玫瑰花形向团簇状转变.     

High temperature corrosion of Fe-Cr-Mn-alloys in H2-H2S and H2-H2O-H2S gas mixtures

The sulfidation of Fe-20% Cr-30% Mn, Fe-25%Cr-20%Mn and Fe-25% Cr was studied at 700°C in H₂-H₂S and the oxidation and sulfidation in H₂-H₂O-H₂S after preoxidation in H₂-H₂O. The sulfidation rate is strongly increased for the Mn-containing alloys, layers of (Mn,Cr)S and (Mn,Fe)Cr₂S₄ are formed. Also the oxidation rate is enhanced compared to Fe-25% Cr by formation of MnCr₂O₄ instead of Cr₂O₃. The sulfidation after preoxidation leads to internal and external sulfidation of the Mn-containing alloys. With increasing oxygen pressure p(O₂) = 10^?26…10^?22 atm. of the H₂-H₂O-H₂S mixtures the sulfidation is suppressed, for the higher oxygen pressure 10^?23 and 10^?22 atm. fast oxidation prevails under formation of MnCr₂O₄. Manganese cannot increase the sulfidation resistance of alloys, in spite of the stability and low degree of disorder of its sulfide, since the mixed sulfide (Mn,Cr)S is formed which has a high degree of disorder, high diffusivities and high growth rate according to the doping effect of trivalent Cr³⁺.     

First-principles study of electronic structure and magnetic properties of orthorhombic CrGa2Sb2 and MnGa2Sb2

By the first-principles calculations, we present the results of electronic structure and magnetic properties on bulk CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂ in an orthorhombic structure with the linear chains of transition-metal Cr and Mn atoms, using four different exchange correlation potentials: the local density approximation (LDA), the generalized gradient approximation (GGA), GGA + U, and the Tran-Blaha modified Becke-Johnson functional (mBJ). The electronic structure calculations from four exchange correlation potentials show that CrGa₂Sb₂ is a pseudogap (negative gap) material with very small density of states (DOS) at the Fermi level, while MnGa₂Sb₂ has notably higher DOS at the Fermi level compared to CrGa₂Sb₂, exhibiting stronger metallic conductivity, although the mBJ potential obtains lower DOS at the Fermi level than LDA and GGA for both CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂. The GGA + U method with a small value (1 eV) of the on-site Coulomb interaction parameter U obtains lower DOS at the Fermi level compared to the large value of U. In agreement with the measurement data, the total energy calculations reveal that both CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂ have a stable ferromagnetic ground state with lower energies relative to antiferromagnetic state. Based on the Heisenberg model, the magnetic exchange constants between the nearest-neighbor Cr–Cr and Mn–Mn along transition-metal linear chains are calculated to be 48.6 meV and 27.5 meV for CrGa₂Sb₂ and MnGa₂Sb₂, respectively. By the mean-field approximation method, we calculated the Curie temperature of two compounds to be above room-temperature.