Ti4+固溶堇青石的制备、结构和红外辐射性能的研究

采用固相反应法制备了名义组成为Mg2(1-x)Ti2xAl4(1 x)Si(5-4x)O18(x=0、0.1)的堇青石体系红外辐射材料, 采用XRD、IR、29Si MAS NMR等方法研究了材料的结构,并考查了 Ti4 固溶及合成温度对材料红外辐射性能的影响。研究结果表明样品中形成以α 堇青石为主体的晶体结构。Ti4 的固溶使 T1(与[MgO6]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体)和T2(组成六元环结构的四面体)四面体上 Al、Si分布的有序度提高, 引起α 堇青石晶格畸变,增强了晶格振动的非简谐效应,从而提高了样品的红外辐射性能。合成温度的提高有利于 Ti4 固溶堇青石的充分形成和红外辐射性能的改善。合成温度为1420℃时,样品的法向全波段的辐射率达到 0.89,在 8~14μm波段范围内的辐射率达到0.90~0.94。     

Fe2O3—堇青石系红外辐射陶瓷的结构,性能及应用

用常规固相反应烧结法制备出Ｆｅ２Ｏ３－堇青石系高效常温红外辐射陶瓷材料。研究了材料的微观结构，发现结构上的变化，导致辐射性能下有了很大的提高。从而拓展了堇青石系红外辐射陶瓷材料的应用领域。     

堇青石-氧化锆红外辐射复合粉体的制备

为获得具有高红外辐射性能的粉体,以堇青石颗粒为基体,采用液相共沉淀法,用氧化锆前驱体包覆堇青石基体,煅烧后得到堇青石-氧化锆红外辐射复合粉体;对制备的复合粉体进行热分析、物相分析及形貌分析,并测试其红外辐射性能。结果表明,利用非均匀形核可将氧化锆前驱体包覆于堇青石颗粒表面,氧化锆结晶温度在800～900℃之间,900℃煅烧后得到的氧化锆晶粒尺寸约为8 nm;当在一定初始溶液浓度范围内改变反应物的用量时,可以控制氧化锆的包覆量并且避免其自发团聚;通过氧化锆纳米颗粒包覆的工艺可以提高堇青石粉体在3～5μm波段的红外辐射性能,当氧化锆包覆质量分数为21.11%时,复合粉体具有最佳的红外辐射性能。     

堇青石基复合节能涂层的制备与红外辐射性能

为了制备抗热震性好、红外发射率高的涂料,以Fe₂O₃,MnO₂和堇青石粉末为原料高温固相反应合成后,添加Cr₂O₃制成红外辐射粉末,再在其基础上以硅溶胶为粘结剂配以各种助剂制备红外辐射涂料,采用涂刷工艺在耐火砖表面制备红外辐射涂层。利用热重-差热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及红外光谱对粉末的热稳定性、物相、形貌、分子结构进行分析,并测试了涂层的红外发射率、抗热震性及附着力。结果表明:30.88%硅溶胶,18.53%水,0.62%聚羧酸钠,0.51%聚丙烯酸钠,0.05%羟乙基纤维素,49.41%红外辐射粉末,制备的红外辐射涂层具有较好的红外辐射性能和抗热震性能,在6²0μm波段内涂层的红外发射率在0.70以上,最高可达0.91,可在1 300℃高温下长期使用,涂层与基体的附着力为1级。     

La3+掺杂对堇青石陶瓷的相组成和性能的影响

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料,用X射线衍射仪,差热分析仪等手段研究了由溶胶-凝胶法（Mg盐、Al盐和正硅酸乙酯按堇青石化学计量比配制）制备堇青石陶瓷时,添加La^3＋对堇青石陶瓷相组成和性能的影响,分析了La^3＋在烧结过程中的作用机理。试验表明,随着烧结温度的提高,La^3＋含量的增加,该陶瓷的致密度、弯曲强度逐渐提高,而气孔率逐渐下降。适量添加La^3＋（质量分数为4％～6％）,显著降低中间相（尖晶石、方石英等）的含量。La^3＋的作用主要是作为烧结助剂,降低烧结温度,提高致密度。     

掺入SiC对堇青石质窑具性能的影响

本文介绍了碳化硅的特点及其在窑具中的应用，通过试验探讨了其对窑具抗抗震性的影响。     

掺入SiC对堇青石质窑具性能的影响

本文介绍了碳化硅的特点及其在窑具中的应用 ,通过试验探讨了其对窑具抗热震性的影响     

K2O杂质对铝型材厂工业废渣合成的堇青石材料晶相结构的影响

主要探讨K2O杂质对堇青石形成及晶相结构的影响.采用XRD和SEM确定各试样的晶相结构和显微结构.实验结果表明:K2O杂质含量从0.23~1.1wt%,形成的堇青石晶相量较多,其中K2O杂质含量为1.1wt%时,堇青石含量高达90%,当K2O含量继续增加时,形成的堇青石量开始减少,确定试样中K2O杂质最高允许含量为1.1wt%.plus软件分析结果:K2O杂质对堇青石的晶胞结构影响不大,晶胞参数变化很小.     

Zn1—yAlyO敏感材料的固溶及导电机制

用化学共沉淀法，经热处理制得Ｚｎ１－ｙＡｌｙＯ系敏感材料。实验发现，在ｙ〈０．０８区间内，材料的电阻降低幅度较大，当ｙ〉０．０８时，阻值开始随ｙ值增大而上升。ＸＲＤ分析表明Ｚｎ１－ｙＡｌｙＯ是固溶体，此体系中存在Ａｌ＾ｘＺｎ→ＡｌＺｎ＿ｅ缺陷平衡，并探讨其导电机制。     

固溶体的价电子结构与固溶强化

为在价电子结构层次研究代位固溶体与间隙固溶体强化差异的本质,建立了代位固溶体含溶质晶胞点阵常数的计算公式,以余(瑞璜)氏固体与分子经验电子理论为基础,按BLD(键距差分析方法)分析方法计算了代位固溶体含溶质晶胞的价电子结构.结果表明:代位固溶体中含溶质原子晶胞的nA值与不含溶质原子晶胞的nA值相差无几,而间隙固溶体中含溶质原子晶胞的nA值远高于不含溶质原子晶胞的nA值.这-信息从价电子结构的角度深刻揭示了两种固溶体强化程度存有严重差异的本质,从而把固溶体强化的机制追溯到固溶体的价电子结构.     

Eu3+、Dy3+和Er3+对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al2O3和SiO2微粉为原料,固相反应烧结合成制备堇青石.通过在反应物中分别加入不同含量的Eu2O3、Dy2O3和Er2O3,研究分析和对比了Eu3+、Dy3+和Er3+对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响.采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构,利用X'Pert Plus 软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析,采用半定量法对试样晶相组成进行计算,利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小.结果表明:由于Eu2O3、Dy2O3和Er2O3的加入,通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相,Eu3+、Dy3+和Er3+对Mg2+的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积.随着添加剂含量的增加,堇青石结构中液相量增加,相对结晶度降低,常温致密度提高,堇青石晶粒粒径减小.综合对比分析,Eu2O3对堇青石晶相转变的影响程度最弱,Er2O3对堇青石晶相转变的影响程度最强,对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好.     

B3+,Zn2+掺杂与SiO2薄膜驻极体的改性

用粉体制备和高温熔凝工艺在ｎ〈１１１〉型单晶硅基片上制备了非晶态ＳｉＯ２－ＺｎＯ－Ｂ２Ｏ３复合膜驻极体。实现对ＳｉＯ２薄膜驻极体的改性,恒栅压电晕充电、等温表面电位衰减及热刺激放电（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ,ＴＳＤ）实验表明,Ｂ＾３＋、Ｚｎ＾２＋的掺杂对ＳｉＯ２薄膜驻极体的电荷动态特性有较大影响：ＴＳＤ放电电流峰稳定于ｔ＝２３８℃处,峰位不随充电温度和充电电压     

Mo6+掺杂TiO2纳米材料的表面性能及氧敏特性

以TiCl3为钛源, 采用溶胶-凝胶法制备Mo6+掺杂TiO2基纳米粉体,表明在400℃下低温烧结,即可得到金红石相为主晶相的TiO2基敏感材料.在低温工作条件(145℃)及1×10-4 O2下,Mo6+掺杂TiO2厚膜型气敏元件的氧敏特性比纯TiO2的好,并结合Zeta电位特性测量,其氧敏特性的增强在于表面电荷密度的提高.     

Eu3+、Dy3+和Er3+对制备堇青石晶相转变的对比表征

以菱镁矿风化石、工业Al₂O₃和SiO₂微粉为原料, 固相反应烧结合成制备堇青石。通过在反应物中分别加入不同含量的Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃, 研究分析和对比了Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对堇青石晶相组成、晶粒大小、晶胞常数、结晶度及显微结构的影响。采用XRD和SEM表征试样中的晶相和显微结构, 利用X'Pert Plus软件对结晶相的晶胞参数和结晶度进行分析, 采用半定量法对试样晶相组成进行计算, 利用Scherrer公式计算堇青石的晶粒大小。结果表明: 由于Eu₂O₃、Dy₂O₃和Er₂O₃的加入, 通过固相反应烧结所得堇青石试样中出现了莫来石相, Eu³⁺、Dy³⁺和Er³⁺对Mg²⁺的置换作用改变了堇青石相晶格常数和晶胞体积。随着添加剂含量的增加, 堇青石结构中液相量增加, 相对结晶度降低, 常温致密度提高, 堇青石晶粒粒径减小。综合对比分析, Eu₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最弱, Er₂O₃对堇青石晶相转变的影响程度最强, 对提高合成堇青石的烧结性和热震稳定性效果最好。     

堇青石改性V2O5-WO3/TiO2催化剂性能影响研究

采用固液混合方法,利用改性堇青石制备蜂窝式V2O5-WO3/Cordierite-TiO2脱硝催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、热分析(DSC-TG)、X射线衍射分析仪(XRD)、模拟烟气分析装置和磨损装置,考察其表面形貌、热稳定性、晶相变化、耐磨损性能和催化剂活性。结果表明,改性堇青石的引入,制备的催化剂具有表面微气孔多和热稳定性好的特点,700℃煅烧后,V2O5和WO3的仍呈现无定形态或微晶状态;引入10%的堇青石制备的催化剂磨损率低,尤其在250～460℃反应时,脱硝率可以保持在80%以上。     

Fe2+对铝件磷化的影响

在铝件磷化液中加入Fe2 ,以提高磷化膜的均匀致密程度和Zn2Fe(PO4)2*4H2O(P相)含量,通过SEM(扫描电镜)、XRD(X射线衍射)和膜重测试等方法研究了Fe2 含量对磷化膜的形貌、晶体结构和膜重等的影响.结果表明,Fe2 的加入使铝件锌系磷化成膜均匀、致密,膜重减轻,磷化膜形貌从片状、针状逐步转变为颗粒状,磷化膜中Zn2Fe(PO4)2*4H2O增多,表面Fe2 的加入确实能够改善磷化膜的致密性和提高P相含量.     

Bi2O3对堇青石基玻璃性能的影响

研究了Bi2O3的掺入量和热处理制度对微晶玻璃的烧结和介电性能的影响.结果表明Bi2O3的加入和提高热处理温度有效促进了堇青石基微晶玻璃的烧结致密化.烧结样品的介电常数和介质损耗因子是由存在的晶体结构和致密化程度所决定的.样品的介质损耗因子随烧结温度的增加而减少,与样品的气孔率变化曲线相似.950℃以下,随着温度的增加,样品的介电常数亦增加,与样品的密度变化规律相似.这种材料具有低的介电常数(≈5)、低的介质损耗因子(＜0.2%)和低的烧结温度(约900℃),能够与高导电率的金属如Au,Ag/Pd和Cu共烧,是一种潜在的低温共烧基板材料.