不同改性剂对ZrO2陶瓷烧结性能与微观结构的影响

通过在ZrO₂陶瓷粉体中添加不同量的CeO₂、MgO、Y₂O₃,探讨了不同改性剂对ZrO₂陶瓷烧结性能与微观结构的影响规律。结果发现,添加CeO₂作为改性剂能有效细化ZrO₂的陶瓷晶粒,并提高陶瓷的体积密度,但不能消除陶瓷中裂纹的产生;适量MgO的添加,可以有效防止ZrO₂陶瓷中出现裂纹,但对陶瓷晶粒的细化作用有限,且添加量过大后将导致陶瓷晶粒发生急剧生长;少量Y₂O₃的添加,即可有效细化ZrO₂陶瓷的晶粒大小并消除陶瓷中裂纹的产生,其最佳添加量在3mol%。适量MgO的添加可以将陶瓷的致密化温度降至1450℃,而添加Y₂O₃陶瓷的致密化温度均在1550℃以上。     

不同复合烧结助剂对气压烧结Si3N4陶瓷性能的影响

以Y₂O₃/Al₂O₃、Al₂O₃/MgO和Y₂O₃/Al₂O₃/MgO等为复合烧结助剂,研究烧结助剂类别及烧结温度（1 750、1 800、1 850℃）对气压烧结Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构以及力学性能的影响。结果表明：以Y₂O₃/Al₂O₃为烧结助剂所制备样品的抗折强度、硬度和断裂韧性优于其他两种复合助剂制备试样的;Y₂O₃/Al₂O₃复合助剂有利于显微结构中高长径比β-Si₃N₄晶粒的形成。当烧结温度为1 800℃时,以Y₂O₃/Al₂...     

添加Y2O3对CaO-MgO-SiO2体系中CMS的影响

为了提高镁质耐火材料的高温性能,以分析纯化学试剂MgO、CaO、SiO₂、Y₂O₃等为主要原料,研究了添加Y₂O₃对CaO-MgO-SiO₂体系中钙镁橄榄石(CMS)的生成和转化的影响,以及转化生成物Ca₄Y₆O(SiO₄)₆的耐火度。结果表明：1)Y₂O₃的添加不仅能够显著减少CaO-MgO-SiO₂体系中低熔点相CMS的生成量,而且能够从CMS中捕获CaO和SiO₂使CMS转化为高熔点相Ca₄Y₆O(SiO₄)₆、MgO和Y₂Si₂O₇,有利于提高镁质材料的高温性能。2)Ca₄Y₆O(...     

ZrO2加入量对铝酸镧基高发射率涂层材料的影响

为了提高铝酸镧基高发射率涂层的抗烧结性，以纯度(w)均为99%的La₂O₃、Al₂O₃、CaCO₃、Fe₂O₃为原料，外加(加入质量分数分别为0、5%、10%和15%)Y₂O₃稳定电熔ZrO₂,球磨、预烧、压制成型后利用固相烧结法经1 600℃保温2 h制备出Ca²⁺-Fe³⁺掺杂的LaAlO₃/ZrO₂试样，研究了ZrO₂加入量对其性能的影响。结果表明：添加剂ZrO₂不与LaAlO₃发生反应，能够抑制试样的烧结。且随着ZrO₂加入量的增多，试样的线收缩率和热导率明显下降，同时发射率也有所下降，但均大于0.9。ZrO₂的最佳加入量为LaAlO₃辐射剂粉料...     

无压烧结碳化硼中Y2O3和Al2O3助剂的助扩散机制研究

采用无压烧结工艺，添加质量分数9.5%的Y₂O₃作为烧结助剂，进行了碳化硼陶瓷的2100℃、2200℃和2250℃烧结2h实验，对样品进行了体积密度、显气孔率、维氏硬度、表面形貌和晶体结构测试，并与纯碳化硼2250℃烧结的样品进行了比较。实验表明，添加Y₂O₃助剂2250℃烧结2h的样品的体积密度、气孔率、硬度指标比纯碳化硼粉2250℃烧结2h的样品有较大幅度提升；在碳化硼晶粒扩散时，Y₂O₃助剂和碳化硼晶粒协同扩散，使碳化硼晶粒趋向于致密化烧结；Y₂O₃助剂的介入使碳化硼晶粒生长(运动)机制发生了变化。     

分散剂浓度对真空热压烧结Y2O3透明陶瓷显微结构和光学性能的影响(英文)

以硝酸钇为原料,采用沉淀法成功制备出Y₂O₃纳米粉体,通过真空热压烧结工艺制备出Y₂O₃透明陶瓷。沉淀法是制备Y₂O₃粉体的常用方法,具有反应条件温和、粉体纯度高、成本低等优点,但由于粉体在沉淀过程中容易发生团聚现象,导致陶瓷的透明性降低。为了解决这一问题,在沉淀溶液中添加了PEG4000作为分散剂,期望改善其粉体的分散性。同时,在真空热压烧结过程中,用钽箔包裹样品,有效地防止了碳污染的发生。本工作研究了PEG添加量对Y₂O₃粉体和陶瓷的影响,并找到最佳工艺参数。结果表明,当PEG添加量为0.9%(摩尔分数),烧结温度为1 500℃时制备的Y₂O₃陶瓷具有最高的透明性,其在1 100 nm处的直线透过率为48.4%,在600 nm处也达到了18.0%。     

钛合金熔炼用Y2O3–Al2O3–MgO–CaO系耐火材料的设计与制备

坩埚耐火材料对钛合金熔炼的质量非常重要,为开发高性能新型坩埚材料,以工业Y₂O₃和Al₂O₃–MgO–CaO系粉末(AMC)为原料,制备出Y₂O₃–Al₂O₃–MgO–CaO系复合耐火材料,研究了烧结温度(1 500℃、1 600℃)和AMC含量(0、25%、50%、75%和100%,质量分数)对所制备耐火材料的物相组成、烧结性能(线收缩率、体积收缩率、显气孔率、体积密度)、常温耐压强度、抗热震性能和显微结构的影响。结果表明：相对于Y₂O₃和AMC材料,复合材料的性能均有所提高;提高烧结温度,其性能更佳;且随着AMC含量的提高,复合材料的线收缩率、体积收缩率、体积密度和常温耐压强度随之增大,显气孔率降低;当AMC的质量含量为75%时,1 500℃烧结3 h制得复合材料的综合性能最优,其显气孔率为4.37%,常温耐压强度为274.99 MPa,3次水冷热震后残余强度为16...     

Y2O3对刚玉质耐火材料3D打印浆料及制品性能的影响

以α-Al₂O₃[92%(质量分数)]和硅灰(8%)为原料,外加磷酸二氢铝结合剂(2.5%),六偏磷酸钠分散剂(0.2%),制备出固含量57%(体积分数)的浆料,成形后经1600℃保温3 h烧结。结果表明:Y₂O₃的加入,对陶瓷浆料的打印性能影响较小,在高温下,Y₂O₃与Al₂O₃反应生成YAG,并促进样品中Al₂O₃与SiO₂的反应,提高样品强度。当加入量超过1.2%后,烧后性能变化速率减缓,甚至抗渣性有降低的趋势,因此,Y₂O₃最佳加入量为1.2%,此时,抗压强度230.2 MPa,抗渣方面,除形成高熔点YAG相和固相密实化外,还在坩埚内璧形成致密防护层,抗玻璃熔体渗透增强。证实了加入Y₂O₃粉对打印高强度和抗渣性良好的样品有利。     

溶胶-凝胶法制备Y2O3稳定ZrO2陶瓷微弧氧化封孔层

为了提高铝合金微弧氧化后的表面耐腐蚀性能,采用溶胶-凝胶法配合深紫外光化学处理法在铝合金微弧氧化膜层表面制备Y₂O₃稳定ZrO₂陶瓷封孔膜。用扫描电镜、X射线衍射、浸泡试验和电化学测试等分析手段表征其成分、相结构和表面形貌,研究复合膜层的耐蚀性。结果表明：深紫外辐照能够在较低的温度下制备出结合力好且致密的ZrO₂溶胶凝胶封孔膜,复合膜层的主要相组成为ZrO₂,与没有封孔的微弧氧化膜层相比,腐蚀电流I₀提高4个数量级,腐蚀电位E_o明显向正向移动,移动幅度为0.283,表明封孔后的涂层耐蚀性显著提高。     

Sc2O3加入量对菱镁矿制备镁砂性能的影响

为改善烧结镁砂性能,以菱镁矿经900℃煅烧后的轻烧氧化镁粉为主要原料,引入Sc₂O₃作为添加剂,经1 600℃煅烧3 h得到烧结镁砂试样。研究Sc₂O₃添加量(质量分数分别为0、1%、2%、3%和4%)对试样致密度、物相组成及显微结构的影响。结果表明：Sc₂O₃会固溶进入MgO晶粒并引起MgO晶格畸变,起到了活化晶格促进烧结的作用;同时Sc₂O₃会与镁砂中杂质成分CaO发生反应,在方镁石晶间生成高熔点的CaSc₂O₄相。因此,添加Sc₂O₃提高了试样致密度,当加入3%(w)时,致密性最好。     

Y3Al5O12–Al4SiC4复合耐火材料的设计与制备

以Al₄SiC₄为原料、Y₂O₃为添加剂，采用无压烧结制备Y₃Al₅O₁₂–Al₄Si C₄复合耐火材料，研究Y₂O₃添加量[0～5%(质量分数)]对复合材料物相组成、微观形貌与力学性能的影响，并通过DFT模拟计算Y³⁺对Al₄Si C₄不同晶面表面能的影响。结果表明：高温下Y₂O₃与Al₄SiC₄表面固有氧化层形成共晶液相，在复合材料晶界处生成Y₃Al₅O₁₂和少量Y₂SiO₅。Y₂O₃的添加促使Al₄Si C_4...     

含Y2O3熔铸41#AZS材料抗玻璃液侵蚀性能研究

铝-锆-硅(AZS)材料是玻璃工业窑炉中关键的砌筑材料,其显微结构和ZrO₂晶相的稳定性对材料的抗钠钙玻璃液侵蚀性能具有显著影响。本文采用化学分析、高温X射线衍射分析、抗玻璃液侵蚀试验及电子显微镜等测试分析方法,研究了配加少量Y₂O₃的熔铸41^#AZS材料的理化性能。结果表明:配加少量Y₂O₃,可以起到稳定剂的作用,可改善该材料的显微结构,Y₂O₃主要赋存于首先结晶的ZrO₂晶体及枝晶中,致使这些结晶相的颗粒变细,而且ZrO₂相变温度范围变小,相变程度降低,改善了ZrO₂晶体及共晶体的稳定性,从而显著提高该材料的抗玻璃液侵蚀性能。     

Nd2O3取代CaO对硼硅酸盐玻璃物相、结构和化学稳定性的影响

以典型Na₂O-CaO-ZrO₂-B₂O₃-SiO₂为基础玻璃组分，通过Nd₂O₃替换CaO，采用传统的高温熔融冷却法制备了固化体。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对固化体进行了物相和结构的表征，并通过产品一致性检测法(PCT)和溶解速率法(MCC-1)对化学稳定性进行了分析和评估。结果表明：随着Nd₂O₃取代量的增加，ZrO₂的析晶逐渐减弱，当Nd₂O₃的含量为5%时，6%的ZrO₂能完全溶于玻璃相中。通过Nd₂O₃替换CaO促进ZrO₂在该硼硅酸盐玻璃结构中的溶解，可提高固化体的化学稳定性。浸泡28天后，固化体的LR_Si、LR_Ca、LR     

YF3和PrF3共掺杂SrF2陶瓷的显微结构与光谱特性

采用化学沉淀法合成了SrF₂粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF₃掺杂量的Pr,Y:SrF₂透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y³⁺)对Pr:SrF₂透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF₃掺杂量为5.0%(质量分数)的Pr,Y:SrF₂陶瓷具有最高的透过率,其400 nm和1 200 nm波长处的透过率分别为90.1%和89.4%。高掺杂量下,Y³⁺能够显著的促进陶瓷晶粒的生长,当YF₃掺杂量为10.0%时,陶瓷的晶粒尺寸超过200μm。此外,Y³⁺缓冲离子可以有效提高透明陶瓷的吸收能力,并通过改变陶瓷基体内Pr³⁺的团簇及局域配位结构,调控Pr,Y:SrF₂透明陶瓷的光谱特性。     

金属离子和柠檬酸的配比对Y2O3-MgO纳米粉体及其纳米复相陶瓷性能的影响

纳米粉体的团聚程度影响纳米复相陶瓷的微观结构,进而影响其光学与力学性能。本文采用溶胶-凝胶法合成Y₂O₃-MgO纳米粉体,结合热压烧结(HP)技术制备出光学及力学性能优异的Y₂O₃-MgO复相陶瓷。研究了前驱体中金属离子与柠檬酸的摩尔比(m/c)对纳米粉体团聚程度及复相陶瓷显微结构、光学及力学性能的影响。研究结果表明,当金属离子和柠檬酸摩尔比为0.75时,粉体团聚程度最低,该粉体经过热压烧结后制备出的Y₂O₃-MgO陶瓷具有均匀的相域,晶粒尺寸约为140 nm,3~6 μm波段的透过率达到80%,维氏硬度及断裂韧性分别为10.90 GPa、2.21 MPa·m^-1/2,抗弯强度为226 MPa。     

Nd2O3对(Zr0.8,Sn0.2)TiO4微波介质陶瓷结构和性能影响

以(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄为基,通过研究Nd₂O₃(0～0.20 mol%)掺杂(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄微波介质陶瓷对物相结构、形貌和介电性能的影响,发现随着Nd₂O₃掺杂量的增加,(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄介质陶瓷的晶格参数、晶粒尺寸变化微弱,Nd3+几乎不影响(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄陶瓷阳离子有序生长,而是在(Zr_0.8,Sn_0.2)TiO₄介质陶瓷的晶界形成钉扎,通过降低介质外在损耗,有效提高陶瓷材料的Q×f值至45000(@15 GHz),并提高容量温度稳定性。     

La2O3掺杂对Zn–Pr基压敏陶瓷电学特性的影响

利用固相烧结法制备出了ZnO–Pr₆O₁₁–Co₂O₃–Cr₂O₃–La₂O₃氧化锌压敏陶瓷。研究了La₂O₃掺杂对氧化锌压敏陶瓷微观结构、压敏特性以及介电性能等方面的影响。结果表明:在La₂O₃掺杂量为1.5%(摩尔分数)时,氧化锌压敏陶瓷的综合性能最好,其晶粒尺寸最小且较为均匀,击穿场强达到最高(752 V/mm),非线性系数较大(12),晶界电容达到最大(276 pF),介电损耗较小。     

Bi2O3对K2O–B2O3–SrO–Al2O3–Nb2O5–SiO2玻璃陶瓷介电储能性能的影响

随着电力电子系统的不断发展,高功率脉冲电容器的需求增多。电介质电容器因具有放电功率大、充放电速度快及性能稳定等优点,在电力系统、电子器件、脉冲电源等方面发挥着重要作用,广泛应用于民用领域及军事领域。通过熔融压延制备玻璃基体,采用可控结晶工艺研究了不同含量的Bi₂O₃ (x=0.0%、1.0%、2.0%、4.0%,摩尔分数)对K₂O–B₂O₃–Sr O–Al₂O₃–Nb₂O₅–SiO₂玻璃陶瓷物相演化、微观结构、介电和储能性能的影响。在该玻璃陶瓷中,KSr₂Nb₅O₁₅为主要析出晶相,当Bi₂O₃的加入量为x=2.0%(摩尔分数)时,热处理温度为950℃时,玻璃陶瓷样品的储能密度最大可达到1.27 J/cm³,室温下介电常数可达342,是热处...     

海藻酸钠凝胶–发泡法制备Al2O3多孔陶瓷

以海藻酸钠为凝胶体系、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)为发泡剂,采用凝胶注模与发泡法相结合的技术制备了Al₂O₃多孔陶瓷坯体,并利用无压烧结工艺进行材料的烧结。研究了固相含量及发泡剂含量与Al₂O₃多孔陶瓷坯体的气孔率与抗压强度之间的关系,探讨了烧结温度对Al₂O₃多孔陶瓷烧结体的显微结构及力学性能的影响规律,并研究了海藻酸钠体系的凝胶固化机制。结果表明,海藻酸钠与Ca2+反应形成网络结构,实现了Al₂O₃陶瓷粉体的固化成型。25%(体积分数)固相含量及3.0%(质量分数)发泡剂含量为最佳含量,有利于制备气孔率高、气孔孔径均匀的多孔陶瓷坯体。随着烧结温度升高,Al₂O₃多孔陶瓷烧结体气孔率下降,抗压强度上升,过高的烧结温度引起Al₂O₃晶粒异常长大,抗压强度降低。     

Al2O3掺杂对Cu3Ti2Ta2O12陶瓷微观结构及介电性能的影响

采用固相反应法制备了Al₂O₃掺杂Cu₃Ti₂Ta₂O₁₂ (CTTAO)陶瓷，研究了其晶相组成、微观结构、复阻抗及介电性能。研究结果表明：CTTAO陶瓷样品为立方类钙钛矿结构，空间群Im3。随着Al₂O₃掺量的增加，样品的平均晶粒尺寸、介电系数和介电损耗均先减小后增大。结合复阻抗谱分析表明，CTTAO陶瓷具有半导性晶粒和绝缘性晶界构成的非均匀性微观结构，低频下的介电损耗主要由晶界电阻决定，利用内部阻挡层效应(IBLC)和MaxwellWagner极化弛豫模型，可解释CTTAO的巨介电响应。