添加剂对低温烧结95氧化铝陶瓷性能的影响

采用MnO2-TiO2-CaO-La2O3复相添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,研究了MnO2添加量对95氧化铝陶瓷烧结性能、力学性能和微观结构的影响。结果表明:当配方中MnO2含量为3.0%时,在1550℃烧结温度下制得的氧化铝陶瓷的综合性能最佳,烧结试样的体积密度达到3.76g.cm-3,试样的抗弯强度和洛氏硬度(HRA)分别达到355.22MPa和84.3。     

气相法制备Na-β″-Al2O3固体电解质

以纳米h-Al_2O_3为原料、Na_2CO_3、Li2CO3和Mg O为添加剂,采用气相法制备Na–β″-Al_2O_3固体电解质。结果表明:纳米h-Al_2O_3活性高、尺寸小,1 400℃热压烧结制备出相对密度为99.2%的高致密性氧化铝陶瓷。MgO的掺杂在氧化铝烧结过程中形成尖晶石相,有利于加快气相法的进程,适量MgO的加入有利于提高电解质中β″-Al_2O_3含量,减小试样的晶界电阻,提高试样的离子电导率;过多的MgO掺杂量造成试样致密性下降,增大了试样的晶界电阻,导致试样的离子电导率降低。当MgO的加入量为1.0%时,试样在300℃时的离子电导率最大,为0.164 S·cm~(–1)。     

提高高铝陶瓷耐磨性能研究

实验以工业用Al2O3为主要原料,在MgO-CaO-SiO2系统添加稀土氧化物La2O.和Y2O3,优化配方组成,制备出高性能的研磨介质,其氧化铝含量为98％.实验对陶瓷试样的吸水率和磨损率进行测试表征.采用XRD粉末衍射测试仪和SEM分析了试样的物相组成和显微结构.研究讨论了成形压力和烧结温度对氧化铝陶瓷性能的影响.     

热压烧结Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷的高温力学性能研究

为提高Al2O3陶瓷的高温力学性能,采用热压烧结工艺(烧结温度1 800℃,烧结压力20 MPa,保温1 h)制备了Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),并研究了ZrB2含量对Al2O3基陶瓷高温抗折强度和抗热震性的影响。结果表明:1)在Al2O3基陶瓷中加入第二相ZrB2能有效改善材料的高温抗折强度和高温强度保持率,在1 000和1 200℃时,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温抗折强度,而加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷试样具有最高的高温强度保持率。2)AZS陶瓷的抗热震性能优于纯Al2O3陶瓷。经100℃温差急冷后,加入20%体积分数ZrB2的AZS陶瓷具有最高的残余强度,比纯Al2O3陶瓷提高了17.2%;经300和500℃温差急冷后,加入24%体积分数ZrB2的AZS陶瓷都具有最高的残余强度,比Al2O3陶瓷分别提高了35.3%和20.9%。     

烧结助剂对高铝陶瓷烧成温度及磨损性能的影响

实验以工业氧化铝为主要原料,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系下,分别采用95瓷和氧化铝含量为98%的陶瓷,并通过调整烧结助剂CaO、MgO的比例发现,氧化铝含量为98%的陶瓷拥有更低的烧成温度以及更低的磨耗,同时采用XRD和SEM分析方法对陶瓷试样的物相组成和显微结构进行了分析。     

MnO2-TiO2-CaO-La2O3复相添加剂对低温烧结氧化铝陶瓷性能的影响

采用MnO2-TiO2-CaO-La2O3体系复相添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,采用模压成型工艺,研究了不同的烧结温度对95氧化铝陶瓷性能的影响.采用XRD和SEM对氧化铝陶瓷试样的晶相组成和微观形貌进行了表征.结果表明,在1450℃烧结时,样品已基本烧结致密,样品的综合性能指标最佳,收缩率为28.5％,体积密度达到3.78 g·cm-3,抗弯强度达到357.12MPa,洛氏硬度值达到78.0.     

纳米TiO2添加剂对Al2O3陶瓷微观结构与烧结性能的影响

用微米级和纳米级两种不同的TiO2作为烧结助剂,研究其对Al2O3陶瓷微观结构和烧结性能的影响.结果表明:纳米TiO2能更好的提高Al2O3陶瓷的烧结活性,降低烧结温度.当TiO2含量为2%时,在1 580℃烧结试样的显气孔率为0.54%;在1 650℃烧结试样的显气孔率为0.16%.纳米TiO2的加入改变了Al2O3陶瓷的微观结构,更有利于Al2O3陶瓷的烧结.     

Al_2O_3多孔陶瓷的制备及性能

以煅烧α-Al_2O_3微粉为原料、粘土为高温烧成粘结剂、羧甲基纤维素为成型粘结剂,采用模压成型法制备了氧化铝多孔陶瓷,运用TG-DSC、SEM、XRD等手段研究了烧成温度、粘土含量对氧化铝多孔陶瓷微观形貌、物相结构、线收缩率、气孔率及力学性能的影响。结果表明:在烧结温度为1400℃时,氧化铝多孔陶瓷出现液相烧结,1500℃时液相烧结随粘土含量的增加更加明显;粘土在高温下促进了氧化铝多孔陶瓷的致密化使得线收缩率增大、气孔率降低、抗折强度提高。烧成氧化铝多孔陶瓷的主晶相为α-Al_2O_3,并有少量的莫来石相,莫来石由粘土在高温下转变得到。1400℃烧成的氧化铝多孔陶瓷综合性能优异,其气孔率介于28.6%~33.7%之间,抗折强度介于37.0~64.0 MPa之间。     

ZrSiO_4含量对Al_2O_3研磨球烧成及性能的影响

氧化铝陶瓷作为研磨介质时,具有强度高、耐磨、耐腐蚀等优点。研究者发现在氧化铝陶瓷中引入第二相氧化锆可进一步改善这些性能。本实验采用烧结法,在既有氧化铝研磨球配方的基础上加入硅酸锆引入第二相氧化锆,通过"粉体均匀混合球磨—生坯制备—烧成—性能测试分析"路线来研究第二相氧化锆的加入对研磨球的比重、磨耗的影响。结果表明在硅酸锆含量低的时候,适当的提高试样的烧结温度,有利于试样的烧结致密化。在硅酸锆含量大于10%时,硅酸锆的分解产物会与配方中的烧成助剂生成低共熔物,从而降低试样的烧成温度,有利于试样烧结致密化。     

MgO-TiO_2-La_2O_3系氧化铝陶瓷的力学性能及物相分析

采用MgO-TiO2-La2O3为烧结助剂,利用低温烧结技术制备95氧化铝瓷。研究了烧成温度和助剂含量对氧化铝陶瓷力学性能及物相组成的影响。结果表明:在MgO含量为1.5wt%,TiO2为1.0wt%,La2O3为2.5wt%,1500℃保温2h可得到抗弯强度和硬度分别为348.94MPa和79.6HRA的氧化铝陶瓷。     

高温烟气过滤用多孔陶瓷材料的研制

以氧化铝纤维和玻璃粉为主体材料,活性炭粉为造孔剂,通过半干压成型工艺制备了高温烟气过滤陶瓷.详细研究了玻璃粉含量、造孔剂含量以及烧成温度对材料过滤阻力、抗折强度、显气孔率等性能的影响,并对原料配方和烧成制度进行了优化,最优配方为:氧化铝70wt%、玻璃粉30wt%、外加造孔剂25wt%、羧甲基纤维素钠8wt%,最佳的烧成温度为1100 ℃,制得的高温烟气过滤陶瓷抗折强度8.9 MPa,过滤阻力95 Pa,显气孔率达59%.     

聚空心球对氧化铝陶瓷性能的影响

研究了聚空心球直接添加或聚空心球作为多孔层对氧化铝陶瓷力学性能的影响。在1200～1550℃烧成温度范围内,随烧成温度升高,Al2O3晶粒长大,聚空心球与基体之间结合力增加,聚空心球在烧成温度为1550℃时变形,试样密度为2.84g/cm3,显气孔率为25.2%,抗压强度和抗弯强度最高。当层状陶瓷的聚空心球多孔层含量为60%（质量分数）,层厚比为5/2时,聚空心球的断裂方式由沿球断裂转变为穿球断裂,机械性能得到提高,断裂韧性最高为5.59MPa.m1/2。     

ZnO掺杂量与烧结温度对SnO2–Ta2O5–ZnO压敏变阻材料性能的影响

以SnO2、Ta2O5和ZnO粉为原料,通过传统陶瓷固相反应烧结法制备了压敏变阻材料,实验中ZnO含量为0～2.00%(摩尔分数),烧结温度控制在1 300～1500℃并保温2 h。研究了ZnO掺杂量和烧结温度对材料的组成、微观结构和电学性能的影响。结果表明:在温度一定条件下,随着ZnO掺杂量的增加,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小;在ZnO含量一定时,随着烧结温度从1 300℃升至1 450℃,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小。ZnO掺杂量为0.50%时,在1450℃烧结得到的样品的非线性系数最高(6.2),漏电流最小(262μA/cm2),压敏电压较高(83V/mm)。     

反应烧结制备多孔β-SiAlON(英文)

以硅粉为原料,氧化铝空心球作为造孔剂,Y2O3作为烧结助剂,采用反应烧结法制备了具有宏观孔洞结构的多孔β-SiAlON陶瓷。SiAlON在1 300℃氮化时开始形成,于1 600℃烧结后转化完全。随着温度的增加,基体微观结构从多孔变成致密体。然而,随着温度的提高,在孔内壁,晶粒逐渐变得粗大且形成多孔结构。微观结构的变化与高温下通过烧结助剂作用而形成的液相有着紧密的联系。     

化学成分对铁钛着色医药玻璃耐水性能的影响研究

选取以铁钛着色的棕色低硼硅医药玻璃为基础成分,分别探索碱金属氧化物和氧化铝与氧化硼对玻璃耐水性的影响。研究发现:当ω(Na2O+K2O+SiO2)=80%,ω(Na2O+K2O)≤14%时,耐水性可达到1级,碱金属离子是玻璃耐水性变差的关键性因素;当ω(A l2O3+B2O3+SiO2)=80%,选取ω(Na2O)=10.8%,ω(K2O)=2.2%时,随A l2O3和B2O3总量的提高,耐水是不断地提高,当ω(A l2O3+B2O3)≥6%即可达到耐水性1级,证明A l2O3和B2O3是耐水性提高的关键性因素。     

溶胶-凝胶法制备氧化铝-氧化锆复合粉体

以A1C13·6H2O和ZrOCl2·8H2O为起始原料、NH3·H2O为沉淀剂,采用溶胶一凝胶法制备A12O3含量为51．74％（质量分数,下同）、ZrO2含量为44．95％的A12O3-ZrO2复合粉体。借助X射线荧光分析仪、X射线衍射仪、高温热重仪、激光粒度分析仪和扫描电子显微镜对复合粉体的化学成分、物相组成和粒径分布等进行了表征。结果表明：A12O3-ZrO2复合粉体化学成分均匀性好,粒径较细,粒径小于0．5μm的约为5％,在0．5～5．0μm的约为55％,大于5．0μm的约为40％;随热处理温度升高,复合粉体析晶程度逐渐提高,800℃热处理时t-ZrO2相析出量较少;12O0℃热处理时则析出大量的t-ZrO2相、少量刚玉相和微量c-ZrO2相;1350℃后,刚玉相和c-ZrO2相数量明显增多。     

低温烧成高纯Al_2O_3多孔陶瓷膜支撑体的制备

为了降低高纯Al2O3(α-Al2O3质量含量≥99%)多孔陶瓷膜支撑体烧成温度,以粒径为30μm的α-Al2O3为原料,分别添加TiO2和TiO2/Cu(NO3)2为烧结助剂,通过干压成型和挤出成型制备片状和管式多孔支撑体。Al2O3-TiO2和Al2O3-TiO2-CuO体系分别在高温下出现的液相低共熔物促进了多孔支撑体的烧结。当氧化铝支撑体中添加0.5%(摩尔分数,下同)TiO2+0.5%Cu(NO3)2后,在1600℃的烧成即可获得机械性能高、渗透性能好和耐酸碱腐蚀性能优异的管式支撑体。在压力为0.1MPa时,支撑体的水渗透通量为12.1m3/(m2·h),弯曲强度为44.5MPa。经过80℃,含10%(质量分数,下同)HNO3的溶液腐蚀800h及80℃,含10%NaOH的溶液1200h后,支撑体的质量损失率分别为1%和0.35%。     

Improving the tracking and erosion resistance of silicone rubber using Fe2O3 and platinum catalyst

In typical HTV silicone rubber for composite insulators subjected to a 4.5 kV inclined plane (IP) test, alumina trihydrate loading exceeds 40 wt%, which limits the rubber content and weakens the antiaging properties. This study compares two methods for enhancing tracking and erosion resistance while reducing ATH content to meet IP test requirements. Increasing Fe₂O₃ content from 1.5 wt% to 3 wt% promotes the formation of mullite. The formed ceramic layer isolates heat and oxygen and hence facilitates the specimen to pass the IP tests with less content of ATH. By contrast, Pt/NS system cannot suppress the tracking efficiently by forming the Si O C ceramics at high ATH loading. The decomposition of ATH will generate water vapor and lead to holes in the surface. Both moisture and oxygen absorbed have a detrimental effect on the suppression mechanism of the Pt/NS system. Consequently, it is recommended that the content of Fe₂O₃ can be increased slightly to lower the ATH content in the traditional HTV SiR formula used for the composite insulator. Besides, when the content of ATH is relatively high, the use of the Pt/NS system is not recommended.     

La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃结构与性能的影响

采用高温熔融法制备了SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃,研究添加La2 O3对SiO2-Al2 O3-CaO-MgO系统玻璃密度、耐碱性、弹性模量以及析晶上限温度的影响,并借助红外光谱对玻璃的结构进行研究。结果表明：随着La2 O3含量从0升高至5wt%,玻璃的网络结构发生改变;玻璃的密度和摩尔体积均增大;玻璃的耐碱性能降低;弹性模量从90.5 GPa增加至93.6 GPa后降低,最大值对应的La2 O3含量为3wt%;析晶上限温度从1224℃降低至1209℃后增加至1212℃,最后趋于不变,在La2 O3添加含量为2wt%时达到最低温度。