稀土富集渣中 La_2O_3、CeO_2、Pr_6O_(11)、Nd_2O_3和 Sm_2O_3的 X 射线荧光光谱分析

前言目前用化学方法测定稀土元素分量有一定的局限性,且多数方法较繁琐。用 X射线荧光光谱测定,虽需化学分离手续,但使用一个样品可以同时测定多个元素。文献介绍使用带有超稳定发生器的 Philips PW1140 X 射线荧光光谱仪测     

稀土Pr_6O_(11)及其氢氧化物对高铝瓷耐磨性能的影响

实验以工业氧化铝为原料,设计了3组实验,研究了不掺入稀土、掺入稀土Pr6O11、掺入稀土Pr(OH)3对高铝瓷烧结性能的影响。通过对比烧结温度、耐磨性能发现,掺入稀土Pr(OH)3的比掺入氧化物能够获得更优异的性能。     

高能球磨对Pr_6O_(11)和Y_2O_3掺杂ZnO压敏电阻微观结构和电学性能的影响

利用高能球磨法制备Pr6O11、Y2O3掺杂ZnO压敏电阻,并对球磨时间对微观结构、物相组成及电学性能的影响进行了研究和分析。高能球磨有利于微观组织的均匀化和晶粒的细化,从而提高了电学性能。当球磨时间从0到10 h时,烧结后的ZnO晶粒尺寸变化从8.7到4.0μm,坯体烧结密度变化从5.40到5.62 g/cm3。最佳的制备工艺为球磨时间为7.5 h,烧结温度为1100℃,其对应的电学性能分别为:电位梯度(V1mA)是542 V/mm,漏电流(IL)是2.88μA,非线性系数(α)是47。     

Pr_6O_(11)对LaAlO_3-SrTiO_3微波陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备51wt%LaAlO_3-49 wt%SrTiO_3(LAST)微波陶瓷。研究了Pr_6O_(11)掺杂对所制LAST陶瓷性能的影响。结果表明:Pr_6O_(11)掺杂后,LAST陶瓷的氧空位缺陷减少,显微结构改善,Q×f值提高、介电常数略有下降。同时加入质量分数W(Pr_6O_(11))为1.0%时,获得的LAST陶瓷的综合性能较好:ε_r为37.25、Q×f为42300 GHz、τ_f为0.92×10~(-6)/℃。     

CeO_2和Sm_2O_3对方镁石-尖晶石材料烧结性能及显微结构的影响

为了研究稀土氧化物掺杂方镁石-尖晶石复相材料的烧结性能及显微结构,以富镁尖晶石细粉与烧结镁砂细粉为主要原料,分别外加质量分数为1%、2%和3%的CeO_2和Sm_2O_3,于1 600、1 650、1 700和1 750℃保温3 h烧成分别测定烧后试样的线收缩率、体积密度、显气孔率,并通过XRD、SEM、EDS等对其物相组成及显微结构进行分析。结果表明:1)引入稀土氧化物CeO_2与Sm_2O_3均有利于镁砂与尖晶石烧结致密化,引入CeO_2未参与反应,呈孤立形态分布于晶粒间;引入Sm_2O_3与原料中杂质反应形成稀土硅酸盐相分布于晶粒间。2)材料的体积密度和线收缩率随稀土氧化物加入量的增加而增加。在加入量相同的情况下,引入CeO_2的材料致密化程度相对较高。添加3%(w) CeO_2的材料体积密度达到3. 29 g·cm-3,显气孔率为10. 3%,烧后线收缩率为7. 79%。3)引入CeO_2和Sm_2O_3都有部分固溶于尖晶石与方镁石晶体内,活化晶格,促进晶粒发育。     

Ln_2O_3(稀土氧化物)-ZrO_2系统相平衡的研究——Ⅰ.La_2O_3-ZrO_2二元系统的相平衡

用淬火法及熔融法做出了La_2O_3-ZrO_2系就1600℃以上的相图。在此系就内存在着La_2Zr_2O_7化合物,La_oZr_2O_7于2250℃一致熔融,它和La_2O_3形成具有极限溶解度的固溶体,共熔点的组成为82.54±2.5重量%La_2O_3,温度为1925±25℃。La_2Zr_2O_7和ZrO_2形成的固溶体属于包晶反应类型,在2325±25℃发生以下反应:ZrO_2固溶体+液相(?)CaF_2型立方固溶体。CaF_2型立方固溶体的稳定温度范围为17754±25℃至23254±25℃,存在区域约在30%La_2O_3左右。La_2Zr_2O_7固溶体和CaF_2型立方固溶体形成的共熔点粗成为42.5±2.5%La_2O_3,温度为2125±25℃。     

SiO_2掺杂对ZnO–Pr_6O_(11)基压敏电阻性能的影响

研究了SiO_2掺杂对ZnO–Pr_6O_(11)基压敏电阻的微观结构、电性能的影响。结果表明:随着SiO_2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SiO_2掺杂量为1.5%(摩尔分数)时,非线性系数(α)达到最大(31);当SiO_2掺杂量为3.0%时,压敏电压达到最大,漏电流降到最小(1.1μA/cm2)。当SiO_2掺杂量为1.5%时,损耗角正切值达到最小值;当SiO_2掺杂量为4.5%时,相对介电常数达到最大值。实验证实通过SiO_2掺杂得到了非线性系数高和低损耗的压敏电阻。     

Fe_2O_3掺杂对ZnO-Pr_6O_(11)系压敏电阻材料电学性能的影响

通过烧结法制备了Fe2O3掺杂的ZnO–Pr6O11压敏电阻材料,研究了Fe2O3掺杂量对ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料电学性能的影响。实验表明:当Fe2O3掺杂量小于0.005%(摩尔分数,下同)时,ZnO–Pr6O11系压敏电阻材料的非线性系数和压敏电压随Fe2O3掺杂量增大而逐渐提高。当Fe2O3掺杂量为0.005%时,压敏电压达到最大值571V/mm,非线性系数达到最大值26。当Fe2O3掺杂量大于0.005%时,非线性系数和压敏电压均急剧下降。过量Fe2O3使ZnO压敏电阻材料非线性下降的主要原因是:Fe元素偏析在晶界处,提供额外载流子降低了晶界电阻率,同时晶界处PrFeO3相的堆积会破坏晶界结构,从而影响压敏电阻材料的电学性能。     

V_2O_5掺杂对ZnO–Pr_6O_(11)基压敏电阻微观结构和电学性能的影响

研究了V_2O_5掺杂对ZnO–Pr_6O_(11)基压敏电阻微观结构、电性能的影响。研究表明:随着V_2O_5掺杂量的增加,击穿场强(E_(1mA))从1 068 V/mm增加到1 099 V/mm,后又减小到937 V/mm。当V_2O掺杂量(摩尔分数)为1.0%时,击穿场强达到最高,阻抗最大,相对介电常数ε_r出现最大值,损耗角正切值tanδ达到最小;当V_2O_5掺杂量(摩尔分数)为1.5%时,非线性系数(α)达到最大(47.7),漏电流(JL)降到最小(0.74μA/cm2)。V_2O_5的存在对压敏电阻的性能有显著影响,呈现出优越的性能,特别是击穿电压很高,在电气设备的抗雷击方面具有应用潜能。     

稀土La_2O_3对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃结构和性能的影响

本文主要研究添加微量稀土La2O3对Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃晶相组成、显微结构、抗折强度的影响。研究结果表明:添加微量La2O3有利于Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃中的主晶相β-锂辉石发育成完整的柱状、板状晶体,提高了微晶玻璃的抗折强度。     

固体氧化物燃料电池阳极材料Sr_2Fe_(1.5)Mo_(0.5)O_6(SFM)/Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(SDC)的研究

采用机械混合法合成了Sr2Fe1.5Mo0.5O6(SFM)和Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)质量比为7∶3的SFM/SDC复合材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、H2-TPR、EIS等表征手段对其进行了表征,并以SFM/SDC|La0.8Sr0.2Ga0.83Mg0.17O3(LSGM)|Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3(BSCF)为单电池片进行电化学测试,对其性能进行评价。结果表明,复合材料取得了较好的放电性能,即以氢气为燃料气,850、800、750℃时分别取得了630.6、548.4、426 mW/cm2最大功率密度;以甲醇为燃料,850、800、750℃时分别取得了551.6、426.8、335.3 mW/cm2最大功率密度。     

Ln_2O_3(稀土氧化物)-ZrO_2系统相平衡的研究Ⅲ、Y_2O_3-ZrO_2二元系统的相平衡

用熔融法及淬火法做出了Y_2O_3-ZrO_2系统在2000℃以上的相图。Y_2O_3和ZrO_2形成连续固溶体,液相线在90重量％Y_2O_3处有最低点,其温度为2350℃。固相线以下的相关系为:当Y_2O_3加入量达10％时,可得到在室温稳定的四方ZrO_2固溶体,至15％Y_2O_3时,四方固溶体连续转变为CaF_2型立方固溶体,后者至65％Y_2O_3时连续转变为Tl_2O_3型立方固溶体。在此系统内不存在Y_2Zr_2O_7化合物。     

烧结助剂(Y_2O_3、Al_2O_3、La_2O_3)对β-Si_3N_4自增韧陶瓷的性能研究

利用氮化硅陶瓷的自增韧技术,使用复合烧结助剂和在氮化硅基体中添加长柱状β-Si_3N_4晶种,制备高断裂韧性的氮化硅陶瓷。采用X射线衍射、扫描电镜、阿基米德法、三点抗弯曲强度、单边切口梁法等测试方法对陶瓷的组成、显微结构、显气孔率以及抗弯强度和断裂韧性等进行了分析与表征。首先研究了无压烧结制备氮化硅陶瓷过程中,烧结助剂(Y_2O_3、Al_2O_3)对其烧结性能和力学性能的影响,当Y_2O_3含量为8wt%,Al_2O_3含量为4wt%时,氮化硅陶瓷的相对密度达95%以上,抗弯强度为674MPa,断裂韧性为6.34MPa·m~(1/2)。再通过引入La_2O_3提高氮化硅晶粒的长径比,使氮化硅陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别达到686MPa和7.42MPa·m~(1/2)。通过无压烧结工艺,在1750℃制备了长柱状的β-Si_3N_4晶种,晶种的平均长度为2.82μm,平均粒径为0.6μm,平均长径比为4.7。笔者着重研究了晶种对氮化硅陶瓷烧结性能和力学性能的影响。在氮化硅陶瓷中加入晶种后,其烧结性能和抗弯强度略有降低,但断裂韧性却得到了很大的提高;且随着晶种添加量的增加,断裂韧性先升高再降低,掺入量为2wt%时断裂韧性达到最大(7.68MPa·m~(1/2)),提高了20%以上。     

稀土固体超强酸Nd_2O_3-Fe_2O_3/SO_4~(2-)的制备、表征及催化合成邻苯二甲酸二丁酯的研究

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备稀土复合氧化物粉体Nd2 O3 -Fe2 O3 ,用不同浓度的硫酸浸渍,经焙烧、活化,制得固体超强酸Nd2 O3 -Fe2 O3 /SO2 -4。通过XRD等对超强酸物相及微结构进行了表征;通过邻苯二甲酸二丁酯的催化合成,研究了催化剂的催化性能。结果表明,最佳催化剂的组成是Nd∶Fe物质的量比为1∶2 0 ;活化温度6 0 0℃;浸渍酸浓度2 .0mol·L-1;活化时间4h。优化反应条件下,邻苯二甲酸二丁酯的产率为98. 8%。     

稀土Sm_2O_3对多孔Si_2N_2O陶瓷显微结构和性能的影响

以Si_3N_4与Si O2为初始原料、Sm_2O_3为烧结助剂,通过无压烧结制备了气孔率不同的多孔Si_2N_2O陶瓷。研究了烧结温度、助剂含量对烧结后的产物的影响;测试了多孔Si_2N_2O陶瓷的力学性能、介电性能和抗氧化性能。结果表明:烧结温度过高或助剂含量过高都会导致Si_2N_2O相的分解;助剂含量对Si_2N_2O陶瓷微观组织产生明显的影响,随着助剂含量的增多,其显微结构由细小层片状过渡到板状晶粒再到短纤维搭接的板状晶粒结构,所制备的Si_2N_2O陶瓷比Si_3N_4陶瓷具有更优异的性能,抗弯强度为220 MPa,介电常数ε为4.1,介电损耗tanδ0.005。1 400℃氧化10 h,Si_2N_2O与Si_3N_4的质量增量分别为0.6%与2.1%。     

添加Al_2O_3对ZrO_2(Y_2O_3)粉末性能的影响

采用化学共沉淀法制备了ZrO_2(Y_2O_3)和ZrO_2(Y_2O_3)/Al_2O_3超细粉末,研究了添加Al_2O_3对粉末性能的影响.添加Al_2O_3.提高了t—ZrO_2的结晶化温度,抑制了ZrO_2晶粒生长.使ZrO_2粒子得以细化.添加Al_2O_3.还提高了介稳t—ZrO_2的稳定性,有效抑制了t—ZrO_2→m-ZrO_2相变.Al_2O_3添加量超过20wt%时.粉末烧结活性降低,烧结温度提高.     

La_(0.75)K_(0.25)Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/CeO_2催化净化FCC再生烟气的研究

采用浸渍法制备La_(0.75)K_(0.25)Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/CeO_2钙钛矿型复合氧化物催化剂(负载质量分数分别为10%、20%、30%、50%和100%),利用XRD、FT-IR及UV-Vis DRS表征手段对制备的催化剂进行表征,以C_2H_2为还原剂,考察该氧化催化剂净化FCC再生烟气的性能。结果表明,制备的系列氧化催化剂存在明显的钙钛矿结构,并且La_(0.75)K_(0.25)Mn_(0.95)Cu_(0.05)O_3/CeO_2(50%)催化剂的氧化活性最高。     

纳米粉体(CeO_2)_(0.9-x)(GdO_(1.5))_x(Sm_2O_3)_(0.1)的溶胶-凝胶低温燃烧合成

采用溶胶 -凝胶法与低温燃烧法相结合 ,合成了 (CeO2 ) 0 .9-x(GdO1 .5 ) x(Sm2 O3) 0 .1 系列粉体 .结果表明 :由硝酸盐与柠檬酸混合形成的凝胶 ,可在较低温度 (2 0 0～ 3 0 0℃ )点火并燃烧 ,其火焰温度达 90 0℃以上 .经TEM ,XRD测试 ,燃烧后即直接形成了粒径为 2 0～ 3 0nm ,具有萤石结构的单相粉体 ,由该粉体制备的固体电解质在中温下电导率为 5 .8× 10 - 2 S/cm ,组装的单个H2 -O2 燃料电池最大功率密度达 70mW /cm     

ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3均匀超细粉末的制备新工艺

本文提出了三种制备ZrO_2(Y_2O_3)-Al_2O_3均匀超细活性粉末的工艺:锆、钇、铝的混合盐溶液共沉淀法,铃、钇的混合盐溶液在α-Al_2O_3悬浮液内共沉淀(沉淀包裹法)及ZrO_2(Y_2O_3)、α-Al_2O_3活性粉末在无水乙醇内悬浊混合法。同时,对所制粉末的性能进行了研究对比。结果表明共沉淀法和沉淀包裹法所得粉末的烧结试样具有好的显微结构,ZrO_2和Al_2O_3晶粒尺寸小(0.5μm左右)且分散均匀,ZrO_2的四方相分数高(大于95Vol.%);悬浊混合法稍差。沉淀包裹法与混合法1580℃4h的烧结体密度可达理论密度的96%以上,共沉淀法稍低。     

Ln_2O_3(稀土氧化物)-ZrO_2系统相平衡的研究Ⅱ.Gd_2O_3-ZrO_2二元系统的相平衡

用淬火法及熔融法做出了Gd_2O_3-ZrO_2系统2000℃以上的相图。Gd_2O_3和ZrO_2形成具有极限溶解度的固溶体,最低共熔点的温度为2175±25℃,组成在91重量％Gd_2O_3左右。在固溶体连续的区域内有四方ZrO_2固溶体向CaF_2型立方固溶体,以及CaF_2型立方固溶体向Tl_2O_3型立方固溶体的连续转变。