Sm2(Zr0.9Ce0.1)2O7陶瓷的溶胶凝胶法制备及热导率

以Sm2O3,ZrO(NO3)2.2H2和Ce(NO3).6H2O为原料,采用溶胶凝胶法制备了Sm2( Zr0.9Ce0.1 )2O7陶瓷材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术研究了样品的相组成和微观组织,用激光脉冲法测试了样品的热扩散系数.结果表明,采用溶胶凝胶成功制备了具有单一的萤石结构的Sm2 (Zr0.9 Ce0.1)2O7纳米粉体,其颗粒大小均匀,但团聚较为严重,其平均热导率仅为YSZ陶瓷的70％,较低热导率表明该材料有潜力用作新型热障涂层用陶瓷材料.     

La2(Zr0.7Ce0.3)2O7——新型高温热障涂层

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.     

等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层及其性能

为研究稀土锆酸盐热障涂层的抗热震性能及隔热性能,以Sm2O3和ZrO2为原料,采用固相反应法制备了热喷涂用Sm2Zr2O7粉末,并采用大气等离子喷涂技术在LY12合金表面制备了Sm2Zr2O7热障涂层.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试技术研究了Sm2Zr2O7粉末和Sm2Zr2O7涂层的微观组织结构、涂层结合强度和热导率.结果表明:制备的Sm2Zr2O7粉末主要呈短轴状,颗粒内部结合紧密,可满足热喷涂的需要;喷涂前后Sm2Zr2O7相成分没有发生任何变化,具有良好的相稳定性能;Sm2Zr2O7热障涂层组织结构致密,涂层的孔隙率约为14.31%,结合强度约为19.8 MPa;在相同的孔隙率下,Sm2Zr2O7涂层的热导率仅为YSZ涂层的37.6%和纳米YSz涂层的42.1%.     

稀土钽酸盐(RETaO4)高熵陶瓷的制备与热学性能研究

采用固相法制备了三种具有单斜结构的单相固溶体稀土钽酸盐高熵陶瓷(Nd1/6Sm1/6Eu1/6Gd1/6Dy1/6Ho1/6)TaO4(6RETaO4)、(Nd1/5Sm1/5Eu1/5Gd1/5Dy1/5)TaO4(5RETaO4)和(Nd1/4Sm1/4Eu1/4Gd1/4)TaO4(4RETaO4),扫描透射电子...     

(La1-xMgx)2Ce2O7-x的合成与热物理性能

Mg对La₂Ce₂O₇的掺杂可提高其热膨胀系数、降低其热导率, 从而改善其作为热障涂层材料的性能。采用溶胶-凝胶法制备了(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x系列组成样品。X射线测试表明: 当 0≤x≤0.4时, 所有(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x 样品均与La₂Ce₂O₇具有相同的缺陷萤石结构, 且晶胞参数随x的增大而递减; 当x?0.4时, 样品中出现MgO的峰。在组成相同的情况下, 样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随温度升高而增大, 而热导率随温度升高而降低。在相同温度下, 不同组成样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随x的增大而增大; 而样品的热导率则随Mg掺杂量的增加呈先增大后减小的趋势。在此基础上, 探讨了Mg掺杂对La₂Ce₂O₇的物相、晶胞参数、热膨胀系数以及热导率的影响机理。     

La0.7Sr0.3MnO3-Pb(Zr,Ti)O3双层膜中的磁电(ME)效应

由溶胶-凝胶法制备出锰酸盐La0.7Sr0.3MnO3粉料,经1300K热压并在1573K高温下烧结成块材,并与Pb(Zr,Ti)O3胶合形成弹性耦合双层膜.相较于涂敷膜(tape casting)复合样品,该双层膜显示出更为优良的ME耦合效应.横向耦合要比纵向耦合更为强烈,并当外加磁场为150 Oe时ME电压系数达到峰值.分析表明由磁场和频率变化导致的ME系数变化的实验值与理论值符合的很好.     

纳米热障涂层材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7(Ln=La,Nd,Sm,Gd)的热物性能

用水热合成法制备纳米热障涂层材料Ln₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇(Ln=La,Nd,Sm,Gd),表征其晶体结构、形貌、晶格参数、平均粒径尺寸和比表面积并研究了相关的热物性能及其机理。对XRD谱和Raman谱的分析表明,La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇、Nd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇和Sm₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇均为烧绿石结构,而Gd₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇为萤石结构。结合SEM观察、体积收缩以及相对密度,分析了块材的抗烧结性能。系统对比研究了晶体生长行为、热膨胀系数和热导率等热物性能。结果表明:随着Ln离子半径的减小(La>Nd>Sm>Gd)Ln₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇(Ln=La,Nd,Sm,Gd)纳米材料的晶体生长活化能和热膨胀系数均呈增大的趋势,而热导率则呈降低的趋势。     

La2O3-Y2O3-ZrO2纳米陶瓷粉末的制备及高温相稳定性

用化学共沉淀法制备4.5%Y2O3-ZrO2(YSZ)和0.6%La2O3-YSZ、0.8%La2O3-YSZ、1.2%La2O3-YSZ(0.6La、0.8La、1.2La)(摩尔分数)纳米复合陶瓷粉末,研究了四组粉末的高温相稳定性.结果表明:采用正向滴淀方法制备的0.6La粉末(粒径～50 nm)团聚严重,而用反向...     

采用爆炸喷涂法揭示新型(Sm1-XGdX)2Zr2O7缓烧蚀材料隔热机理

以(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7为研究对象,以微晶蜡作为载体,通过14.5 mm弹道枪膛壁温度测试试验,开展(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7降膛壁温度效果研究。结果表明,在不装填(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7试样的条件下,14.5 mm弹道枪坡膛内壁最高温度为957℃,在装填质量比为1∶2(微晶蜡:钐钆复合物锆酸盐)试样条件下,5发坡膛内壁最高温度的平均值为869℃,降温效果明显。通过半密闭爆发冲刷试验,开展(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7用量及爆炸压力对沉积层的影响研究,包括分散性及化学组成。研究结果表明,在60 MPa和2 500 K条件下,随着(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7用量的增加,沉积层变厚,沉积层中存在(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7且分散良好;在(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7试样质量比为1∶2及2 500 K条件下,随着爆炸压力的增加,沉积层变薄,沉积层中存在(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7且分散良好。最终得出隔热机理为:在高温条件下,试样融化吸收部分热量,同时高压条件形成的气流携带(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7高速冲刷枪管内壁,部分(Sm_(1-X)Gd_X)_2Zr_2O_7沉积到内壁,在界面结合处形成了一层均匀分布的沉积层,综合起到隔热保护作用。     

热障涂层用La2O3、Y2O3共掺杂ZrO2陶瓷粉末的制备及其相稳定性

采用反向化学共沉淀法制备了热障涂层用La₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂（LaYSZ）原始复合粉末, 将原始粉末团聚造粒和热处理后得到适于等离子喷涂的团聚粉末. 采用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、扫描电子显微镜（SEM）、霍尔流速计、X射线衍射（XRD）等方法分别对LaYSZ的化学组成、微观形貌、流动性和松装密度、高温相稳定性进行了研究. 结果表明: LaYSZ团聚粉末室温呈四方ZrO₂结构, 在1150℃热处理2h后为致密的球形或近球形颗粒, 粉末流动性较好, 适于等离子喷涂. LaYSZ团聚粉末在1300℃热处理100h后仍保持单一的四方ZrO₂晶型, 而8YSZ中有12mol%的四方相转变为单斜相; LaYSZ在1400℃热处理100h后, 单斜相含量为2mol%, 而8YSZ中单斜相含量达到47mol%, 表明La₂O₃、 Y₂O₃共掺杂稳定ZrO₂较单一Y₂O₃ 稳定ZrO₂具有更好的高温相稳定性.     

Effect of metal doping into Ce0.5Zr0.5O2 on photocatalytic activity of TiO2/Ce0.45Zr0.45M0.1OX (M=Y, La, Mn)

The paper demonstrates that the photocatalytic activity of TiO2 towards the decomposition of gaseous benzene in a batch reactor can be greatly improved by loading TiO2 on the surface of CeO(2)-ZrO(2). The research investigates the effects of three metals doping into Ce(0.5)Zr(0.5)O(2) on photocatalytic activity of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn). The prepared photocatalysts were characterized by BET, XRD, UV-vis diffuse reflectance and XPS analyses. BET surface area of TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)M(0.1)O(X) (M=Y, La, Mn) is smaller than that of Ce(0.5)Zr(0.5)O(2). XRD results reveal that the deposited titania is highly dispersed as in the CeO(2)-ZrO(2) matrix, doping M in the CeO(2)-ZrO(2) lattice causes the changing of lattice space and the diffraction peaks shift to higher 2theta position. Among these four catalysts, the band gap value of TiO(2)/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X) is the lowest. The binding energy value of Ti 2p(3/2) of four catalysts transfers to a lower value. The order of photocatalytic activity is TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)La(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Y(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.45)Zr(0.45)Mn(0.1)O(X)>TiO2/Ce(0.5)Zr(0.5)O(2)>TiO2. The proposed mechanism is of electron transfer and the stronger absorption in the region 210-400 nm.     

复合溶胶-凝胶法制备锆酸钐涂层的工艺研究

以ZrO(NO3)2·2H2O,Sm2 O3为原料,柠檬酸(C6H8O7·H2O)为整合剂,采用溶胶-凝胶工艺分别制备了Sm2 Zr2O7前驱体溶胶和Sm2Zr2O7粉体,将两者按比例球磨混合制备复合浆料;在ZrB2/SiC基体上铺Al2O3粉高温处理制备过渡层.采用浸渍提拉法在含过渡层的ZrB2/SiC基体上制备出了Sm2Zr2O7涂层.用X射线衍射仪(XRD)分析了Sm2Zr2O7粉体的物相,用场发射扫描电镜(SEM)对粉体、过渡层及涂层的微观形貌进行了表征.结果表明:1150℃保温2h可以制备出具有单一焦绿石结构的Sm2 Zr2O7粉体;采用烧结制度为0～1100℃,8℃/min,1100～1550℃,4℃/min,可以制备出平整均匀的Al2O3过渡层;前驱体Zr离子浓度为1.87mol/L,固含量为45％时,经三次浸涂可以制备出完整的Sm2Zr2O7涂层.     

La0.7Sr0.3FeO3-Sm0.2Ce0.8O2复合阴极制备及性能研究

采用固相反应法(SSR)和硝酸盐-甘氨酸燃烧法(GNP)合成La0.7Sr0.3FeO3(LSF)粉体,用于制备中温固体氧化物燃料电池的复合阴极LSF-Sm0.2Ce0.8O2(SDC).用交流阻抗谱研究复合阴极的组成、烧结温度、起始粉体性质等因素对电极界面比电阻的影响.结果表明,在LSF中加入适当比例的SDC可明显提高电极的性能.当SDC的加入量达到其渗流阀值(～50%,质量分数)时,在700℃复合阴极的界面比阻抗约为0.2 Ω·cm2,大约为纯LSF的十分之一.电极性能的明显提高的原因是电极离子电导率的提高、CeO2的本征催化性能以及电极三相线密度的增大.     

La0.7Mg0.3-xLixNi2.8Co0.5(x=0.00，0.05，0.10，0.15)合金制备与电化学性能的研究

在Ar气的保护下,利用磁悬浮感应炉熔炼制备La_(0.7)Mg_(0.3-x)Li_xNi_(2.8)Co_(0.5)(x=0.00,0.05,0.10,0.15)合金,并研究Li部分取代Mg对La_(0.7)Mg_(0.3-x)Li_xNi_(2.8)Co_(0.5)(x=0.00,0.05,0.10,0.15)合金电化学性能的影响。研究结果发现,合金电极的最大放电容量依次为385mAh/g(x=0.00)、390mAh/g(x=0.05)、385mAh/g(x=0.10)和393mAh/g(x=0.15),经过100次充放电循环后,合金电极的容量保持率S100从39.7%(x=0.00)增加到42.1%(x=0.05),然后再下降到39.8%(x=0.10)和34.2%(x=0.15),而合金电极在放电电流密度为1200mA/g的高倍率放电性能HRD1200则从x=0.00的80%逐渐增大到x=0.15的82.8%。这充分说明以Li局部替代Mg,对LaMg-Ni合金电极的最大放电影响较小,但能提高合金电极的动力学性能,且适量的Li有利于改善合金电极的循环稳定性。     

水热法制备Ce(Zr)O2纳米复合粉体

采用水热合成法制得了Ce／Zr的比例为1的Ce(Zr)O2复合氧化物粉体。系统研究了矿化剂浓度、水热处理条件(温度、时间)对产物粒度、比表面和物相的影响。研究显示：在酸性介质中,产物团聚程度轻,颗粒较均匀;在碱性介质中,颗粒极细,但团聚程度重;提高水热处理温度和延长处理时间都使产物粒度增大．比表面积降低。XRD及TEM显示样品灼烧处理前后均为立方相或接近立方相。