BCZT无铅压电陶瓷的水热法制备及其性能

通过水热反应法低温烧结制备Ba_(0.85)Ca_(0.15)Zr_(0.1)Ti_(0.9)O_3(BCZT)无铅压电陶瓷,研究了烧结温度和时间对BCZT陶瓷的晶体结构和电学性能的影响。与固相反应法相比,由于水热法制备的BCZT前驱体的高活性,可以低温烧结制备BCZT陶瓷,低温烧结制备的BCZT陶瓷呈现纯钙钛矿结构、较为均匀的小晶粒微观形貌(小于10μm)和更高的致密度。通过水热法制备的BCZT陶瓷呈现优良的电学性能,其介电响应特征接近正常铁电体、又呈现一定的频率色散现象。1 340℃烧结18 h制备的BCZT陶瓷的剩余极化强度最大,Pr=6.84μC/cm2。1 320℃烧结18 h制备的BCZT陶瓷压电性能最佳,d33达到最大值213 p C/N。     

水溶性脱脂粉末注射成型制备PLZT压电陶瓷及其压电性能EI北大核心CSCD

以聚乙二醇（PEG）为水溶性脱脂树脂、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）/聚甲醛（POM）为粉末包覆及保型树脂,研究了水溶性脱脂粉末注射成型（PIM）制备锆钛酸铅镧（PLZT）压电陶瓷的工艺流程及黏结剂配比对注射成型喂料（简称喂料）脱脂率、流变行为的影响。用扫描电子显微镜观察了脱脂坯的微观形貌,通过热重分析确定烧结条件,研究了陶瓷的压电性能。结果表明：当黏结剂配比（质量比）为PEG：PVB：POM=6：2：2时（固含量50%）,喂料具有较高的生坯强度和较低的黏度,PEG脱除速率快。脱脂坯以2℃/min升温至1 285℃完成烧结,与压制成型相比,PIM法制备的PLZT陶瓷晶粒生长更完善,尺寸均匀且致密度高,压电性能优异。     

钙钛矿结构织构化无铅压电陶瓷的研究EI北大核心CSCD

综述了反应模板晶粒生长(RTGG)技术和模板晶粒生长(TGG)技术在钙钛矿结构织构陶瓷中的应用,探讨了利用TGG技术制备具有<001>取向织构陶瓷的生长机制,并对模板和基料的选择进行了说明:1)模板应选择与基料具有相同晶体结构且晶格失配小于15%的非等轴化学性能随温度变化稳定的片状单晶体;2)从动力学角度分析了TGG过程,基料颗粒越细小,模板形核和取向晶粒生长的驱动力越大。评述了3种具有钙钛矿结构无铅压电织构陶瓷体系(铌酸钾钠基、钛酸钡基、钛酸铋钾钠基)的织构化研究现状和织构陶瓷特点,特别是压电性能改善的途径,并展望了3类具有钙钛矿结构无铅压电陶瓷织构化的发展方向及前景。     

BZT-xBCT陶瓷溶胶-凝胶方法合成、烧结及电学性能EI北大核心CSCD

采用溶胶-凝胶方法制备不同组分的(1-x)Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_3-x(Ba_(0.7)Ca_(0.3))TiO_3(BZT-xBCT,0.3≤x≤0.7)纳米粉体并进行常压烧结,研究了BZT-xBCT粉体、陶瓷的结构及其电学性能。结果表明:溶胶-凝胶方法合成的BZT-xBCT粉体具有单一钙钛矿结构,晶粒细小均匀(约为50nm)。与常规固相反应法相比,溶胶-凝胶方法提高了BZT-xBCT粉体的烧结活性,烧结后的陶瓷致密度高(密度>5.46g/cm3),且具有优异的电学性能(BZT-0.5BCT陶瓷的压电系数d33=465pC/N、最大介电常数εmax=8450、剩余极化强度2Pr=23.40μC/cm2)。不同组分的BZT-xBCT陶瓷均表现出介电弛豫现象,随着BCT组分的增加,其Curie温度逐渐升高。     

凝胶注模制备碳化硼多孔陶瓷EI北大核心CSCD

以琼脂糖大分子为凝胶体系、聚丙烯酸为分散剂,采用凝胶注模工艺制备B4C坯体,经过1 800~2 000℃烧结,制备得到B4C多孔陶瓷。结果表明:pH值为7.5、分散剂含量为0.15%(体积分数)时,陶瓷浆料的稳定性和流动性最佳,制备得到固相含量为45%(体积分数)的低黏度陶瓷浆料。随着烧结温度升高,多孔陶瓷的通孔率下降,1 800℃烧结得到的块体通孔率为100%,气孔呈明显的单峰分布,孔径大小为1μm。多孔陶瓷的抗弯强度在60 MPa左右。Zr金属浸渗B4C多孔陶瓷后得到Zr C/Zr B2复合材料,其微观组织随渗层深度变化出现分层现象。     

多孔超高温陶瓷:制备、结构及性能EI北大核心CSCD

综述了近年来国内外在多孔超高温陶瓷制备工艺、结构表征及性能评价的研究进展。基于制备多孔超高温陶瓷材料使用的陶瓷原料和助剂的差异,可以大致将多孔超高温陶瓷的制备方法分为干法成型、胶态成型、前驱溶液成型,不同制备工艺获得的多孔超高温陶瓷的在微观结构上差异化明显。最后,我们对多孔超高温陶瓷的发展趋势作了展望。     

MoSi2对Cf/SiC/Ni复合材料微观结构及吸波性能的影响EI北大核心CSCD

以葡萄糖、Si粉、碳纤维为原料,镍为催化剂,采用水热反应-烧结法制备了Cf/SiC/Ni和Cf/MoSi2/SiC/Ni复合吸波材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、波导法分别表征了Cf/SiC/Ni和Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料的相组成、微观结构和吸波特性。结果表明:Cf/SiC/Ni复合材料上生长的Si C纳米线稀疏且分布不均匀;厚度为1.5 mm时,在8.20 GHz处最小反射损耗为–14.61 dB,有效吸收带宽为0.23 GHz。Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料的碳纤维表面生长大量SiC纳米线,分布致密且均匀;厚度为2.0 mm时,在9.10 GHz时最小反射损耗为–34.14 dB,有效吸收带宽达2.18 GHz。与Cf/SiC/Ni复合材料相比,添加MoSi2的Cf/MoSi2/SiC/Ni复合材料吸波性能更好,说明MoSi2可有效改善Cf/SiC/Ni复合材料的微观结构及吸波性能。     

双钙钛矿Sr2MnMoO6陶瓷的制备及其结构与相变行为EI北大核心CSCD

采用固相法在5%H2/95%Ar气氛中合成了Sr2MnMoO6双钙钛矿陶瓷,使用原位变温X射线衍射及结构精修方法研究了其常温晶体结构、高温晶体结构和相变行为。结果表明:Sr2MnMoO6在常温条件下的晶体结构为单斜相P21/n,随着温度的升高,在443 K左右相变为四方相I4/m,在753 K转变为立方相Fm3m。在立方相区域,随着温度的升高,由于B位反位缺陷导致Sr2MnMoO6晶胞体积逐渐变小,降低了双钙钛矿材料的B位有序度。     

钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷的研究进展EI北大核心CSCD

钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷因其独特的化学结构而具有非常优异的介电性能,已广泛应用于卫星通信、雷达、民用移动通信等领域,在微波通讯技术中扮演着重要的角色,是目前功能陶瓷领域的研究热点之一.综述了近年来钙钛矿和类钙钛矿型微波介质陶瓷的研究进展,介绍了钙钛矿型陶瓷的晶体结构、微波介电性能.总结了不同位离子置换、复合改性以及低温烧结等对钙钛矿和类钙钛矿型陶瓷微波介电性能的影响,提出了目前该类微波介质陶瓷研究所存在的主要问题,并对其发展方向进行了展望.     

CaMgAl-层状双氢氧化物的制备及其对刚果红的吸附性能EI北大核心CSCD

以CaCl2·2H2O、Mg（NO3）2·6H2O、Al（NO3）3·9H2O为原料,采用共沉淀法制备了系列镁／钙摩尔比可调的CaMgAl-层状双氢氧化物（LDH）。对合成的CaMgAl-LDH样品的性能进行了表征,结果表明：在阴离子NO3^-和Cl^-共存的溶液中,NO3比Cl^-优先进入层间,且层间NO3^-导致层间距明显增大,形成的CaMgAl-LDH产物具有良好的热稳定性。以刚果红（CR）为模拟污染物,研究了CaMgAl-LDH对水溶液中阴离子染料的吸附性能。结果表明：CaMgAl-LDH对CR的吸附行为符合准二级动力学方程,其等温吸附曲线符合Langmnir方程,对吸附过程Gibbe自由能（△G^0）、熵（△S^0）以及焓（△H^0）的计算证明对CR的吸附是自发的吸热反应。CaMgAl-LDH对CR具有优良的吸附性能,其中Ca8Mg2Al5-LDH对CR的吸附效果最好,最大吸附容量为115．5mg／g,表明制备的CaMgAl-LDH是一种具有良好应用前景的阴离子染料吸附材料。     

BNBMT无铅压电陶瓷的制备及性能研究

本文采用新型溶胶-凝胶制粉技术和传统陶瓷生产工艺制备了0.93Bi0.5Na0.5TiO3-0.07Ba1-xMgxTiO3（简称BNBMT100x）体系无铅压电陶瓷,并对BNBMT陶瓷的晶相特征及其介电和压电性能进行了讨论。XRD分析表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体;Mg的加入对陶瓷的介电、压电性能有显著影响;陶瓷的铁电-顺电相变峰显著降低、展宽;介电损耗在室温至200℃范围内较平缓。当x=0.04时,机电耦合系数kp和kt最大,分别为16%和19%,压电常数d33值为111pC/N。     

BNKT-NKS压电陶瓷的制备及电学性能研究

以碳酸盐和氧化物为原料,无水乙醇为研磨介质,采用固相法合成压电陶瓷体系0.995Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5Ti O3-0.005(Na1-xKx)Sb O3(BNKT-NKS),并对其微结构、表面形貌、电学性能进行了分析测试。结果表明,压电陶瓷样品都能形成单一钙钛矿固溶体结构,具有较好的电学性质:x=30%时,d33=149 p C/N,kp=0.315,Qm=139,tanδ=0.037;x=10%时,tanδ=0.037。     

BNKT-NKS压电陶瓷的制备及电学性能研究

以碳酸盐和氧化物为原料,无水乙醇为研磨介质,采用固相法合成压电陶瓷体系0.995Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5Ti O3-0.005(Na1-xKx)Sb O3(BNKT-NKS),并对其微结构、表面形貌、电学性能进行了分析测试。结果表明,压电陶瓷样品都能形成单一钙钛矿固溶体结构,具有较好的电学性质:x=30%时,d33=149 p C/N,kp=0.315,Qm=139,tanδ=0.037;x=10%时,tanδ=0.037。     

溶胶–凝胶法制备(Na0.50+xK0.50-2xLix)Nb0.9Ta0.1O3无铅压电陶瓷及其性能

采用溶胶–凝胶法制备Li+取代(K0.5Na0.5)+及Ta5+取代Nb5+的(K0.5Na0.5)NbO3陶瓷粉体,采用无压烧结工艺制备(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品。研究了前驱体煅烧温度对陶瓷粉体物相组成的影响。分析了不同Li+掺杂量对样品物相组成、微观结构、体积密度及电学性能的影响。结果表明:前驱体的最佳煅烧温度为600℃,通过透射电子显微镜分析陶瓷粉体的粒径为49 nm;不同Li+掺杂量制备的(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷样品均为正交相钙钛矿结构;随着Li+掺杂量的增加,(Na0.50+xK0.50–2xLix)Nb0.9Ta0.1O3陶瓷的体积密度先增大后减小,介电常数逐渐升高,压电常数先降低再升高,剩余极化强度逐渐升高。Li+掺杂量x为0.04时样品的压电常数(d33=94 pC/N)、相对介电常数(εr=684.33)及剩余极化强度(Pr=98.27μC/cm2)较好。     

二硼化锆超高温陶瓷的强韧化EI北大核心CSCD

以ZrB2为基体材料,分别采用添加SiC颗粒(SiCp)、SiC晶须(SiCw)和SiC晶片(SiCpl)作为增韧相,采用热压烧结技术制备了SiC/ZrB2陶瓷基复合材料,分析了不同增韧相的种类和添加量对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响,并通过层状结构设计,采用放电等离子体烧结工艺制备出ZrB2基层状复合陶瓷材料,研究了层状结构对ZrB2陶瓷强韧化效果的影响。结果表明:添加SiC颗粒、晶须或晶片,采用热压烧结可以制备出接近完全致密的SiC/ZrB2陶瓷基复合材料;与单独添加SiC颗粒或晶须相比,同时添加SiC颗粒和晶须的增韧效果更加明显,而SiC晶片也可以起到较好的强韧化效果;通过层状结构设计,能够较大幅度地提高ZrB2陶瓷的断裂韧性,显示了很好的增韧效果。     

二氧化硅复合膜的制备及其渗透汽化性能EI北大核心CSCD

采用溶胶–凝胶法配制了掺杂Zr4+以及未掺杂的2种有机硅态溶胶,以浸渍提拉的方式在已修饰的α-Al2O3载体上逐层涂布2种溶胶,并经过煅烧固化制备了二氧化硅复合膜。采用扫描电子显微镜对制备过程中的每一膜层表面形态结构进行表征。将二氧化硅复合膜应用于渗透汽化脱水,考察了不同温度以及不同进料含水率下的渗透汽化性能,并探究了强酸性环境(pH=2)对其性能的影响。实验结果表明:二氧化硅复合膜在75℃对85%(质量分数)异丙醇溶液渗透汽化脱水,其通量可达1 kg/(m2·h),渗透液含水率(质量分数)最高可到99.4%;在不同温度和含水率的条件下,二氧化硅复合膜都能保持良好的分离性能,具有良好的水热稳定性;长时间在强酸性环境(pH=2)中仍能保持稳定的分离性能,具有极强的耐酸性能。     

Ca含量对(Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷性能的影响

采用传统的固相法制备(Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3(简称BCTZ)无铅压电陶瓷.借助扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)等测试方法研究了Ca含量对所制备BCTZ无铅压电陶瓷显微结构和压电介电性能的影响.结果表明:随着Ca含量的增加,(Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷的晶粒尺寸先增大后减小,所制备的BCTZ陶瓷的物相都是钙钛矿结构,没有杂相;随着Ca含量的增加,BCTZ陶瓷压电常数(d33),介电常数(εr),机电耦合系数(kp)分别先增加后降低,而介质损耗(tanδ)先减小后增大.当Ca含量(x)为0.15mol时,在1450℃烧结制得的(Ba1-xCax)(Ti0.9Zr0.1)O3无铅压电陶瓷性能最佳:压电常数(d33)为363pC/N,机电耦合系数(kp)为39.63％,介电常数(εr)为4184,介质损耗(tanδ)为1.08％.     

SiO2掺杂对ZnO–Pr6O11基压敏电阻性能的影响EI北大核心CSCD

研究了SiO2掺杂对ZnO-Pr6O11基压敏电阻的微观结构、电性能的影响。结果表明:随着SiO2掺杂量的增加,压敏电压从137 V/mm增加到434 V/mm,后又减小到101 V/mm;当SiO2掺杂量为1.5%(摩尔分数)时,非线性系数(α)达到最大(31);当SiO2掺杂量为3.0%时,压敏电压达到最大,漏电流降到最小(1.1μA/cm^2)。当SiO2掺杂量为1.5%时,损耗角正切值达到最小值;当SiO2掺杂量为4.5%时,相对介电常数达到最大值。实验证实通过SiO2掺杂得到了非线性系数高和低损耗的压敏电阻。     

水热法制备BiVO_4及其光催化性能研究

采用水热反应法并改变反应条件制备不同形貌和晶体结构的BiVO4可见光催化剂,并探讨不同形貌BiVO4的形成机制及其光催化活性的影响因素。借助X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及固体紫外-可见漫反射光谱(DRS)对产品进行表征,并在可见光(λ420 nm)照射下考察其降解亚甲基蓝(MB)的光催化性能。结果表明,高温更有利于单斜型钒酸铋的生成,反应初始pH值对钒酸铋的形貌影响较大。反应过程中,前驱液中的颗粒通过溶解再结晶、定向聚集自组装、熟化过程最终形成不同形貌的钒酸铋颗粒。钒酸铋的光催化降解速率主要受其晶粒粒径和晶体微观应变的影响,晶粒粒径越大,微观应变越小,结晶度越好,降解速率越高。     

水热法制备BiVO_4及其光催化性能研究

采用水热反应法并改变反应条件制备不同形貌和晶体结构的BiVO4可见光催化剂,并探讨不同形貌BiVO4的形成机制及其光催化活性的影响因素。借助X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及固体紫外-可见漫反射光谱（DRS）对产品进行表征,并在可见光（λ〉420 nm）照射下考察其降解亚甲基蓝（MB）的光催化性能。结果表明,高温更有利于单斜型钒酸铋的生成,反应初始pH值对钒酸铋的形貌影响较大。反应过程中,前驱液中的颗粒通过溶解再结晶、定向聚集自组装、熟化过程最终形成不同形貌的钒酸铋颗粒。钒酸铋的光催化降解速率主要受其晶粒粒径和晶体微观应变的影响,晶粒粒径越大,微观应变越小,结晶度越好,降解速率越高。