活化燃烧合成氮化硅陶瓷粉体

研究了机械活化和加入活性剂对于燃烧合成氮化硅粉体的影响.结果表明,随着机械活化强度的提高,反应的燃烧温度升高,同时α相氮化硅含量降低;在选定的活化强度下,提高稀释剂以及活性剂的含量,有利于降低燃烧反应温度,并可以提高α相氮化硅含量.活性剂的加入对于燃烧合成反应也有重要的影响,活性剂的加入可以起到引入固体氮化剂的作用,这种固体氮化剂与N2相比具有较低的键能,利于反应进行.     

采用NaN3燃烧合成高α相氮化硅粉体

采用燃烧合成方法,以NaN3作为固态氮化剂,制备了α相含量高达97%以上的氮化硅粉体.研究了外部氮气压力对于燃烧合成氮化硅粉体的影响.NaN3的加入主要是为燃烧合成反应提供了比N2分子更高化学活性的内部氮源(N3原子团和N原子),同时作为Si-N反应的催化剂,使Si粉在氮气中的燃烧合成反应更加容易进行.适量的NaN3加入能够促进Si粉的完全氮化并提高燃烧产物中的α-Si3N4含量.详细探讨了采用NaN3作为固态氮化剂条件下可能的氮化硅燃烧合成机理.     

不同方法制备的Gd2BaCuO5粉体性能比较

采用低温燃烧合成法(LCS)、共沉淀法和固相法合成了超细Gd2BaCuO5(Gd211)粉体,并对3种粉体的形貌、化学纯度、比表面积和粒度进行了比较。结果表明,LCS工艺制备的Gd211粉体粒度最小,团聚最轻。将以上3种粉体作为掺杂剂制备GdBa2Cu3O5(Gd123)超导块材,块材的微观形貌说明微细Gd211粉体的添加能有效减小Gd123块体中Gd211颗粒粒度,临界电流密度的比较表明LCS法所制粉体的添加比另外两种粉体更能有效提高临界电流密度。     

预制体制备方式对PCM法泡沫铝发泡行为的影响

采用冷压法、热压法和挤压法3种方式制备了预制体试样,研究试样在不同加热炉温下的发泡行为。结果表明：采用冷压法时,几种加热温度下制备的预制体均不能发泡;采用热压法制备的预制体的发泡效果随加热速度而异,炉温为725℃时,没有发泡,试样裂开;炉温为750℃和800℃时,试样发泡成功;采用挤压法制备的预制体在不同炉温下均能发泡。当压力平衡温度（Tp）小于可发泡温度（Tf）时,预制体不能发泡;当Tp〉Tf时,预制体可以发泡,且△（Tp-Tf）越大,发泡效果越好;预制体制备方式和加热速度对PCM法制备泡沫铝的发泡效果和行为有显著影响,其中采用挤压法制备的预制体性能最好。     

低成本燃烧合成氮化硅的工艺研究

采用硅/氯化铵为反应剂，在2MPa的较低氮气压力实现了燃烧合成氮化硅。研究结果表明，对硅，氯化铵反应剂进行机械活化处理，可以有效提高反应剂活性，从而促进硅粉在低氮气压力下的快速燃烧氮化。随着原料中氯化铵加入量的增加，产物中α相氮化硅含量逐步升高，最高可达90．6％（质量分数）。应用简单的分析模型计算了料坯中心与表面的温度差，结果表明，以热辐射为主的散热方式导致的粉坯内外温度差是决定产物中不同部位的相组成和形貌产生差异的原因。模型计算和实验检测的结果都证明了这种温度差异的存在。     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

燃烧法制备SOFC用Ni/YSZ阳极材料

以Y(NO3)3、Zr(NO3)4、Ni(NO3)2和有机燃料为原料,采用低温燃烧法制备了NiO/YSZ复合粉料,然后于800℃在H2中还原制备了Ni/YSZ阳极材料.研究了燃烧合成过程中氧化物与有机燃料的配比对反应产物的影响.结果表明当氧化物与燃料的比例为23时,低温燃烧后可成功合成结晶充分的NiO/YSZ粉体.对合成粉体的SEM、TEM观察以及制备的Ni/YSZ阳极材料的SEM观察结果表明,低温燃烧合成的NiO/YSZ粉体细小且两相混合均匀,颗粒粒径为0.5 μm～1 μm.与机械混合法相比,采用燃烧法合成粉体,干压成型制备的Ni/YSZ阳极材料,不仅Ni在YSZ基质中分布更均匀,而且金属陶瓷中的两相均形成了连续的网络结构.     

添加尿素燃烧合成氮化硅镁粉体

采用燃烧合成方法,以尿素为添加剂在Mg-Si-N体系中制备了MgSiN2粉体.通过对比活性稀释剂尿素添加前后的燃烧产物相组成和微观形貌,研究了活性稀释剂尿素对于燃烧合成MgSiN2粉体的影响.结果表明,活性稀释剂尿素的使用能够增加反应物内部孔隙率并提高氮气渗透性,使反应物在氮气中的燃烧合成反应更加容易进行.通过添加活性稀释剂尿素,可以有效促进反应物的氮化反应并降低燃烧合成产物MgSiN2粉体中的杂质相含量(MgO和游离硅).     

粉末包套轧制工艺对泡沫铝夹芯板制备的影响

采用粉末包套轧制法成功制备出泡沫铝夹层板,通过对粉末包套轧制工艺的研究,结合SAYN-CG90数码相机和扫描电镜(SEM)等检测方法系统研究了初始密度和压下率对制备可发泡预制体的影响,以及泡沫铝夹层板的泡孔结构的影响,结果表明:当初始密度大于2.40g/cm3,压下率为65%~75%的时候,可以获得面板表面良好,粉体均匀、致密的预制坯,并且实现面板与芯层的有效结合,最终获得泡孔结构完整和均匀的泡沫铝夹芯板。     

工艺参数对搅拌摩擦焊制备泡沫铝的影响规律研究

目前传统制备泡沫铝复杂成型件的方法是在预制体发泡后再进行成型,由于预制体发泡后温度降低,会造成成型缺陷.先使用不同参数进行搅拌摩擦焊制备泡沫铝预制体,然后对预制体进行680℃不同保温时间的发泡试验,总结出工艺参数对搅拌摩擦焊制备泡沫铝的影响规律.对使用最佳焊接参数制备的预制体进行热拉伸试验以确定其最佳热成型参数.结果表...     

固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料的制备与表征

采用一种改进的均相共沉淀法一缓冲溶液法合成出NiO-Ce0.8Sm0.2O1.9复合粉体,对其相组成和粒度进行了表征.以NiO-Ce0.8-Sm0.2O1.9复合粉体为原料制备出固体氧化物燃料电池Ni/SDC阳极材料,对其微结构和相关性能进行了测试分析,并与由机械混合NiO-SDC粉体所制备的Ni/SDC材料进行了比较.结果表明,通过缓冲溶液法合成的NiO-SDC粉体具有纳米级粒度,以其制备的Ni/SDC阳极材料比由机械混合粉体所制备Ni/SDC材料的晶粒度和孔隙更为均匀和细小,电导率也更高,且以此为阳极的SOFC单电池表现出更优异的电池性能.     

液-液掺杂工艺对稀土钼合金的影响

以硝酸镧和四钼酸铵为原料,分别采用液-液掺杂技术中的溶胶-凝胶法和蒸发结晶法获得掺杂前躯体,然后通过还原和粉末冶金等工序,最终制备出稀土掺杂钼坯。采用SEM、XRD及TEM等检测手段,对不同工艺条件下制备的掺杂Mo粉及掺杂钼坯进行形貌和物相分析。结果表明:溶胶-凝胶法制备的粉体颗粒比蒸发结晶法制备的粉体颗粒小,掺杂坯中稀土相的分布也更均匀且细小;总体比较,溶胶-凝胶法制备出的钼合金相对较好。     

搅拌摩擦焊制备泡沫铝发泡规律研究

采用搅拌摩擦焊(FSW)工艺制备了粉末混合均匀、无缺陷的泡沫铝(AF)预制坯.对获取的高质量预制坯的发泡过程进行研究,探究最佳发泡温度和发泡时间,制备出孔径结构均匀、高孔隙率的铝合金泡沫夹芯板.运用FLUENT中VOF模型,对气泡在熔融铝液中的行为进行了模拟仿真,研究了泡孔在铝基体中的形成、生长、稳定和聚结过程.结果 ...     

单一添加剂对制备长柱状β-Si3N4的影响

通过添加单一稀土氧化物CeO2,Nd2O3,Eu2O3,Yb2O3和MgO烧结制得长柱状β-Si3N4晶种以用于增韧适合应用于轧辊的氮化硅陶瓷.X射线衍射(XRD)分析表明,这5种添加剂都能有效促进氮化硅从α相到β相的转变;扫描电镜(SEM)分析表明,4种稀土氧化物所制备的晶种其形貌完整性和表观长径比优于MgO添加剂所制备的晶种,而添加离子半径相对较小的Eu2O3和Yb2O3所得β-Si3N4晶种形貌完整性和表观长径比又要优于添加离子半径相对较大的CeO2和Nd2O3,其表观长径比分别为5.33和5.14.     

三维网络SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料的制备

以中间相沥青添加质量分数为50%的Si粉制备的炭泡沫预制体为坯体,在高温感应烧结炉中结合反应烧结工艺制备了SiC多孔陶瓷预制体.利用挤压铸造工艺制备了SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiC多孔陶瓷骨架及复合材料的微观形貌和界面结构,通过X射线衍射分析仪(XRD)对多孔陶瓷预制体物相组成进行了分析.利用阿基米德排水法,测试了多孔陶瓷的孔隙率和复合材料的密度.结果表明:添加Si的质量分数为50%的炭泡沫预制体反应烧结后获得的SiC多孔陶瓷具有三维连续通孔结构,孔筋致密并且具有较高的开口孔隙率.通过挤压铸造工艺制备的SiC多孔陶瓷增强铝基复合材料界面结合良好,无明显缺陷.     

低温燃烧法制备中温SOFC电池负极 NiO/Ce0.7La0.3O1.85复相粉体

以La(NO3)3、Ce(NO3)3、Ni(NO3)2和有机燃料为原料,采用低温燃烧法制备NiO/Ce0.7La0.3O1.85复合粉体,讨论了燃烧合成过程中氧化物与有机燃料的比率及点火温度对反应产物性质的影响.结果表明随着比率的增大,粉体的结晶性和比表面积增大.当氧化物与燃料的比例为21时,可成功合成结晶充分的粉体,但点火温度对粉体的影响不大.通过对粉体的SEM、TEM、表征,结果表明低温燃烧合成的NiO/Ce0.7La0.3O1.85粉体细小且分散均匀,比表面积达4.32m2·g-1,一次颗粒粒径为0.5μm～5μm.     

β-氮化硅粉烧结氮化硅陶瓷热导率

以自蔓延高温合成β-氮化硅粉为原料,添加稀土化合物Y2O3和MgO复合烧结助剂,采用放电等离子烧结后高温热处理的方法制备氮化硅陶瓷。研究β-氮化硅粉体制备致密氮化硅陶瓷的条件。讨论粉体种类(β-氮化硅或α-氮化硅)及SPS保温时间对氮化硅陶瓷热导率的影响。研究表明,采用β-氮化硅粉体制备的氮化硅陶瓷的热导率比采用相同工艺α-氮化硅粉体制备的氮化硅陶瓷高15%以上。采用SPS工艺在1873K烧结5min,然后再在2173K保温3h可以获得致密的氮化硅陶瓷,其热导率高达105W·(m·K)-1。     

不同工艺对SiC/Cu复合材料界面结合的影响

采用包裹法和机械合金法制备了SiC∶Cu为20∶80(体积比)的SiC/Cu复合材料.采用XRD,SEM及EDAX能谱对粉体和烧成样品的物相、断口显微形貌及断口物质成分进行了表征.结果表明:采用包裹法在制备复合粉体过程中出现Cu2O,其含量在烧结过程中减少,包裹法制备的烧成样品SiC颗粒和Cu结合成"核-壳"结构,两相分布比机械合金法更均匀,界面结合更好,强度更高.     

球磨工艺对机械合金化合成Ti3SiC2的影响

以3Ti/Si/2C/0.2Al单质混合粉体为原料,采用机械合金化法制备Ti3SiC2材料.研究球磨工艺(球磨时间、球料比和球径大小、过程控制剂)对机械合金化合成Ti3SiC2影响.结果表明,机械合金化(球料比10:1,球径10 mm)单质混合粉体7 h后,原料粉体发生化学反应,生成了TiC和Ti3SiC2粉体和块体产物.球料比和球径大小对反应合成Ti3SiC2影响并不显著,但明显影响反应的孕育期.适当增大球径和球料比可明显缩短反应的孕育期,采用较大的磨球或过高的球料比会降低球磨效率,延长孕育期;添加过程控制剂(乙醇),不但会延长反应的孕育期,而且抑制反应合成Ti3SiC2.     

高温质子导体Ba(Ce0.8Zr0.2)0.9Y0.1O3-δ的合成与性能

采用低温燃烧法合成掺Zr的新型高温质子导体Ba（Ce0.8 Zr0.2）0.9Y0.1O3-δ陶瓷粉体。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及激光粒度仪分别对粉体的晶型、微观形貌和粒度分布进行分析。通过控制柠檬酸用量与金属离子摩尔总量的比，直接制备出具有斜方晶钙钛矿结构的纯Ba（Ce0.8 Zr0.2）0.9Y0.1O3-δ超细粉体，且粉体粒度分布均匀，平均粒径为5．55μm。粉体烧结性能实验结果表明，粉体在1200℃发生烧结，在1300℃下烧结致密，相对密度达到94．32％。