利用铁尾矿制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以铁尾矿合成的SiC粉为原料,Y2O3和Al2O3为烧结助剂,常压烧结制备SiC-Y3Al5O12(YAG)复相陶瓷.通过X射线衍射及扫描电镜等测定材料的相组成和显微结构,并分析烧结物的致密化过程,研究其结构和力学性能.结果表明:制备材料适宜的烧结温度为1 800-1 850℃.烧成产物主要物相为SiC,其余为YAG和少量FexSiy随烧结温度的升高,Y2O3和Al2O3生成的YAG相逐渐增加且稳定存在.细小的YAG颗粒弥散在基体周围,并逐渐增多聚集把短柱状SiC晶粒粘结在一起起到促进烧结的作用.随烧结温度的升高,材料的显气孔率降低,而体积密度、硬度和抗压强度均增加.     

TiO2和Al2O3加入量对MgO-Al2O3-TiO2材料烧结性能的影响

以α-Al2O3、TiO2和轻烧MgO为原料,在轻烧MgO含量固定不变的情况下．研究了在1400～1600℃下α-Al2O3和TiO2的加入量对MgO-Al2O3-TiO2材料烧结性能的影响。结果表明：当烧结温度低于1500℃时,随着TiO2含量的增加,Al2O3含量的减少,试样的显气孔率降低,体积密度增加;当烧结温度升高到1600℃时,TiO2的加入使试样的烧结性能稍微变差;且在1600℃保温3h烧后的试样中,随着TiO2含量的增加,Al2O3含量的减少,试样的晶粒尺寸增大,但当Al2O3含量为0时,试样的晶粒尺寸又有所减小。     

Y2O3与MgO复合掺杂ZrO2材料的电性能研究

利用交流复阻抗分析技术对Y2O3与 MgO复合掺杂ZrO2材料的电性能进行了研究.发现随着Y2O3掺入量的增加,参与跃迁的氧空位增多,并促进烧结体的密度提高,气孔率降低,使得晶粒边界的电阻减少,导致(ZrO2)1-x-y(YO1.5)x(MgO)y陶瓷电导率增大.烧结温度的提高也是增加 (ZrO2 )1-x-y(YO1.5)x(MgO)y陶瓷电导率的重要因素之一.     

高温质子导体BaCe0.90 Y0.10 O3-α的制备与性质

对不同球磨时间的BaC03,CeO2和Y2O3原料粉体进行固相反应,合成了不同粒度的BaCe0.90Y0.10O3-α粉体.将其冷压成型、高温烧结后,获得了不同致密度的BaCe0.90 Y0.10 O3-α样品.利用激光粒度分析、差式扫描量热-热重、X射线衍射和扫描电镜技术研究了球磨时间对粉体粒度、合成过程、晶体结构及样品微观形貌的影响.结果表明:适度延长球磨时间,原料颗粒细化,BaCe0.90 Y0.10 O3-α的合成温度降低,合成粉体的粒度变小、分布变窄、比表面积增大,从而提高了烧结样品的致密度.利用电化学阻抗谱技术测量了原料球磨6 h和10 h的BaCe0.90 Y0.10 O3-α烧结样品在空气中573～1 073 K内的阻抗谱,并计算出其电导率分别为3.25×10-3～6.98×10-2 S·cm-1和5.46×10-3～7.20×10-2S·cm-1.在测试温度范围内,两种样品的电导率与温度的关系符合Arrhenius方程,电导激活能分别为0.39 eV和0.34 eV.提高烧结样品的致密度是降低电导激活能,提高导电性能的有效途径.BaCe0.90 Sm0.10 O3-α,BaCen0.90 Y0.10 O3-α和BaCe0.85 Y0.15 O3-α的电导激活能依次降低,符合理论预测.     

掺杂Y2O3的ZnO导电陶瓷正电子寿命谱研究

用正电子湮没技术,结合X射线衍射结构分析,对掺杂Y2O3的ZnO导电陶瓷烧结过程进行了研究,给出了掺杂含量、烧结温度和烧结时间对材料结构的影响特征,研究发现Y2O3掺杂量增加,ZnO导电陶瓷材料完整性变差;烧结温度升高,ZnO陶瓷产生微空洞为主的缺陷;烧结时间增加,微空洞缺陷数目明显增加.同时对正电子湮没机制与ZnO陶瓷导电特性的关联进行了研究.     

Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Y2O3的稀土钼合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等手段对钼合金的断裂特征和组织结构进行对比分析,研究稀土氧化物Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响.研究表明:添加Y2O3能细化晶粒、改善钼合金的晶粒均匀性和致密度、提高钼合金的性能:拉伸强度和屈服强度随Y2O3含量的增加呈现先增高后降低的趋势,在Y2O3含量为1％时,抗拉强度达511.43MPa,屈服强度456.99MPa,分别是纯钼材料的1.31倍和1.57倍,综合力学性能最佳;在烧结坯中,Y2O3颗粒分布均匀,主要以球形和等轴状形式存在于晶界上.     

炉渣复相α/β-Sialon材料的合成及性能

以高温自蔓延燃烧法合成的α-Sialon、炉渣、废弃耐火材料等为原料,在流动氮气气氛下,采用原位反应烧结制备复相α/β-Sialon材料。探讨了烧结温度对合成复相α/β-SiMon的相组成、微观结构、体积密度及耐压强度的影响,并对复相α/β-Sialon的耐磨性能进行了检验。结果表明：烧结温度在1450～1550％之间,可制备出复相α/β-Sialon材料。烧结温度越高,生成β-Sialon相越多,体积密度越大,耐压强度越高。所制备的试样具有良好的耐磨性。     

Al2O3的掺杂浓度对Ce0．8Y0．2O1．9电解质的性能影响研究

利用低温燃烧合成法制备了Al2O3掺杂浓度为0.5%～10%(摩尔分数,以下同)的Al2O3/Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质复合材料。研究了Al2O3掺杂浓度对Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质烧结及电性能的影响。试验结果表明,添加少量的Al2O3可以改善Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质的烧结性能,当Al2O3的添加量为0.5%时,电解质粉体具有最佳的烧结性能,1350℃时的相对密度达到99%以上。当Al2O3的掺杂浓度超过其在Ce0.8Y0.2O1.9中的溶解极限时,随Al2O3掺杂量的继续增加,烧结体的相对密度开始下降。阻抗谱结果表明,在溶解极限范围内,Al2O3使Ce0.8Y0.2O1.9的电导率减小,电导活化能增加。Al2O3的掺杂浓度超过溶解极限时,Ce0.8Y0.2O1.9的晶粒电阻不变,由于Al2O3对晶界的"清洁"作用,晶界电阻减小;当Al2O3的掺杂浓度超过5%时,由于Al2O3颗粒对晶界的"阻塞"作用,晶界电阻增加。     

高炉陶瓷杯用β-Sialon结合刚玉砖的研制

采用Si粉、AL粉、α-Al<,2粉、棕刚玉颗粒料和细粉、广西粘土等于1450℃保温3h,通氮气下氮化反应合成了β-Sialon,制备了β-Sialon结合刚玉砖.研究结果表明:目标Z值取2.75～3.00范围内可制备合成率较高的β-Sialon;氮化烧结温度在1500～600℃,采用密封烧结时,广西粘土适合加入量在2%左右;当采用埋碳烧成时,广西粘土适合加入量在1%～1.5%,可以制成性能优良的高炉陶瓷杯砖.     

烧结工艺对NiFe2O4-10NiO双相陶瓷烧结行为及微观结构的影响

采用粉末冶金法制备NiFe2O4-10NiO双相陶瓷,对该陶瓷在不同烧结气氛、不同烧结温度和保温时间等条件下的烧结行为进行研究,探讨烧结气氛、烧结温度和保温时间等对NiFe2O4-10NiO双相陶瓷烧结致密化进程及显微结构演变规律的影响.结果表明:N2气氛下NiFe2O4-10NiO双相陶瓷的致密化速率及晶粒长大速率均...     

MgO和烧结温度对Al_2O_3陶瓷致密化过程的影响

以高纯α-Al_2O_3粉体为原料,MgO为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备氧化铝陶瓷。研究了MgO添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷致密化过程及显微结构的影响,并分析了烧结过程中气孔的扩散与演变。结果表明:添加适量MgO可以降低氧化铝陶瓷的烧结温度,抑制晶粒长大,提高致密度,0.25%(质量分数)是MgO的最佳添加量;随着烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,气孔率降低,1 550℃为最佳烧结温度;在此条件下获得的微米晶氧化铝陶瓷,其相对密度达到99.96%,平均晶粒尺寸约为3μm,且晶粒大小均匀,几乎无异常长大现象。     

温度对B4C-AlB12-YAG复合材料烧结行为的影响

以Y2O3、Al2O3和AlB12为烧结助剂,在真空碳管炉中、氩气保护条件下,升温烧结制备B4C陶瓷.利用XRD和SEM对其物相组成和显微结构进行表征,研究了温度变化对材料质量损失率和体积收缩率的影响.结果表明,1400℃烧结试样中Y3Al5O12(YAG)已经大量形成,并随温度的升高逐渐减少,1700℃时完全消失;AlB12的加入能够降低Y3Al5O12的形成温度,有利于形成液相,促进材料的致密化.随烧结温度的提高,材料的质量损失率迅速增加,材料的体积收缩率逐渐加大;1700℃时,含Al氧化物的大量损失,是材料出现质量损失的主要原因.     

掺杂Y2O3的ZnO导电陶瓷正电子寿命谱研究

用正电子湮没技术,结合X射线衍射结构分析,对掺杂Y2O3的ZnO导电陶瓷烧结过程进行了研究,给出了掺杂含量、烧结温度和烧结时间对材料结构的影响特征,研究发现:Y2O3掺杂量增加,ZnO导电陶瓷材料完整性变差;烧结温度升高,ZnO陶瓷产生微空洞为主的缺陷;烧结时间增加,微空洞缺陷数目明显增加。同时对正电子湮没机制与ZnO陶瓷导电特性的关联进行了研究。     

Al_2O_3单晶W-Y_2O_3金属化工艺研究

研究了Y2O3含量及金属化烧结温度对Al2O3单晶W-Y2O3金属化质量的影响。用纯钯钎料对金属化的Al2O3单晶与铌合金进行了真空封接,测试了封接强度和气密性,用扫描电子显微镜(SEM)观察了金属化层形貌,用X射线衍射(XRD)对金属化层进行了物相分析。结果显示,Y2O3含量为2.0%时,封接强度最高,达到45 MPa;Y2O3含量为3.0%时,封接气密性最高,氦漏率达到1×10-10Pa·m3·s-1;Y2O3含量达到5.0%时,金属化层烧结过程中生成的液相量过多,金属化层龟裂。金属化烧结温度对金属化质量及封接件的性能影响显著,金属化烧结温度越高,金属化层越致密,封接件的强度和气密性越高。烧结温度为1650℃时,金属化层经历了固相烧结,真空封接后金属化层呈不连续、厚度不均的分布状态。烧结温度达到1760℃及以上时,金属化层中有液相生成,封接件的强度和气密性明显提高。金属化温度达到1850℃时,焊接后的金属化层保持致密、连续的分布状态,界面反应产物为Al5Y3O12,封接强度高于40 MPa,氦漏气率达到1×10-10Pa·m3·s-1,为比较理想的金属化烧结温度。     

温度和晶粒尺寸及分布影响下的氧化铝纤维烧结晶粒长大的相场模拟

采用相场法对溶胶凝胶法制备氧化铝纤维的高温烧结中α-Al_2O_3晶粒的生长进行仿真模拟,并结合实验,研究不同烧结温度和不同初始尺寸的α-Al_2O_3晶粒长大行为及动力学规律。相场模拟和实验结果均表明,在1 200～1 500℃烧结温度范围内,晶粒生长速率随烧结温度升高而明显增大,其中1 400～1 500℃温度区间内晶粒生长速率最快;初始晶粒尺寸越细小,晶粒生长速率越快。模拟结果显示,初始α-Al_2O_3晶粒尺寸不均匀性增加也会促进晶粒长大。     

Y2O3对WC—8Ni硬质合金性能和烧结温度的影响

研究了添加Ni质量1．1％的Y2O3对WC－8Ni硬质合金的物理化学机械性能及其烧结温度的影响。发现稀土Y2O3的加入不仅提高了合金的性能，而且降低了烧结温度。利用扫描电镜等分析手段对三种烧结温度的硬质合金进行了显微分析比较，探讨了WC－8Ni合金性能与烧结温度的关系及Y2O3降低烧结温度的原因。     

SPS工艺制备SiCp/Si3N4复相陶瓷及其力学性能的研究

使用Si3N4、SiC陶瓷微粉为原料,氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)为烧结助剂,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了SiC/Si3N4复相陶瓷,并研究了SiC的添加量、SPS的 烧结温度、压力和保温时间等参数对烧结试样相对密度、力学性能及显微结构的影响.结果表明,SiC颗粒补强增韧Si3N4陶瓷的最佳添加量为15%,相对与单相Si3N4陶瓷,维氏硬度提高了6.6%,断裂韧性提高了5%,抗弯强度提高了24%,样品晶粒比较均匀,SiC颗粒诱发穿晶断裂和钉扎效应提高了基体的断裂韧性.     

添加剂对煤灰熔融性能的影响

为实现煤造气炉液态排渣,利用灰熔点测定仪研究了Ca O、Fe_2O_3和Na_2O 3种添加剂对煤灰熔融性能的影响。结果表明,随着Ca O添加量的增加,煤灰流动温度先降低后升高,Ca O添加量为20%时,流动温度达到最低;随着Fe_2O_3添加量的增加,煤灰流动温度逐渐降低;煤灰流动温度随着Na_2O添加量的增加而逐渐降低,当Na_2O添加量由0增加至5%时,煤灰流动温度降低幅度较大,继续增加Na_2O的添加量时,其对煤灰流动温度的降低作用减弱,Na_2O对煤灰软熔区间的降低作用最强。随着Na_2O添加量的增加,煤灰渣的黏度和熔化性温度都逐渐降低。综合考虑,建议选取Na_2O作为添加剂,添加量为5%~7%。     

9Cr-ODS钢的烧结收缩动力学曲线特征

以N2气雾化的9CrW铁基合金粉末和纳米Y2O3粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备9Cr-ODS钢。通过SPS温度和位移测量单元研究烧结压力、升温速率和Y2O3含量对烧结过程中9Cr-ODS钢烧结收缩动力学曲线的影响,并对其显微组织和力学性能进行观察和测试。结果表明,增加烧结压力能够使9CrW铁基合金粉末在较低的温度下完成烧结收缩过程。升温速率增大时,收缩曲线向高温区移动,剧烈收缩温度、最大收缩速率和密度均有所提高。Y2O3的加入可阻碍收缩致密化过程,导致曲线的最大收缩速率降低,并且力学性能测试结果表明Y2O3的加入可提高材料的拉伸性能,通过添加质量分数为0.35%的Y2O3可使得材料的抗拉强度和屈服强度分别提高到1 653 MPa和1 405 MPa。     

Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6Mn镁合金组织及力学性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM & EDS)和X-ray衍射分析仪等研究了Nd对喷射成形Mg-9Al-3Zn-6.5Ca-0.6 Mn镁合金组织及力学性能的影响.喷射沉积坯晶粒细小,以α-Mg、Al2Ca和Ca2Mg6Zn3为主要物相.挤压后以α-Mg、Al2Ca和MgZn2为主要物相.加入Nd主要形成Al3Nd相,新相成片状;当Nd含量为2%时,挤压态合金的力学性能最佳,伸长率无明显变化,拉伸断口基本上为断裂,有少量的韧窝.