Na-β″-Al_2O_3粉的制备

本文介绍了以热分解硫酸铝铵所得的Al_2O_3、硝酸锂、碳酸钠为原料,采用Zeta-工艺,进行固相反应得到Na-β″-Al_2O_3的工艺制备方法,并给出了实验结果。2NH_4Al(SO_4)_2=Al_2O_3+2NH_3↑+4SO_3↑+H_2O     

Li_2O和MgO稳定的β″-Al_2O_3

研究了Li_2O、MgO和Li_2O+MgO等添加剂对β″-Al_2O_3的形成、显微结构以及电性能的影响,与MgO相比,Li_2O更有利于β″-Al_2O_3的形成,因而有较高的电导率,但也较易促进晶粒长大。混合添加剂的效应随组成不同而异。过量的添加剂由于沉积在晶界,增加晶界电阻率,从而产生不利影响。     

La_2O_3掺杂对Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质电导率的影响

以分析纯Al_2O_3、Na2CO3、Li2CO3为原料,加入少量La_2O_3,采用无压埋烧方式,制备Na-β″(β)-Al_2O_3固体电解质。通过XRD、SEM、DH7000型电化学工作站等表征测试手段,研究La_2O_3添加量对电解质相组成、微观结构、电导率、活化能的影响。结果表明,适量的La_2O_3掺杂可以起到促进β"-Al_2O_3相晶体发育、改善材料的微观形貌、提高固体电解质材料的电导率的作用;当La_2O_3掺杂量为0.5 wt%时,样品的电导率最高,300℃下的电导率从未掺杂样品的0.0152 S·cm~(-1)提高到0.0235 S·cm~(-1),电导活化能由未掺杂样品的0.1481 eV降低至0.1213 eV。     

Na_2O含量对β″-Al_2O_3陶瓷性能的影响

研究了Na_2O含量(8.5～9.0wt％)对β″-Al_2O_3陶瓷的烧结性能、相组成、显微结构和电性的影响。开始烧结温度随Na_2O含量的降低而升高;同时,烧结温度范围变窄。此外,较高的Na_2O含量有助于改善β″-Al_2O_3陶瓷的双重显微结构。至于其相组成和电性,则在8.85～10.0Wt％Na_2O的范围内相差不大。     

热处理对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3性质的影响

采用不同的焙烧温度和时间对γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3进行热处理,并采用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附和傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段,揭示了热处理条件对这两种Al_2O_3性质的影响规律,并结合表征结果分析了Al_2O_3的相变机理。结果表明,γ-Al_2O_3和θ-Al_2O_3在低温处理时具有一定的结构稳定性,高温下均向稳定的α相转变。低于相变温度处理两种Al_2O_3时,其比表面积和总孔容随焙烧温度的升高有所减少,但经长时间热处理仍保持较高的比表面积和总孔容。在高温条件下,γ-Al_2O_3在900℃转变为θ相,在1 200℃转变为α相;θ-Al_2O_3在1 100℃逐渐向α相转变,且随着焙烧时间增加,α相的含量逐渐增加,在1 200℃快速转变为单一的α相。两种Al_2O_3在高温条件下向α相转变时,孔结构完全坍塌导致比表面积和总孔容迅速降低,形成致密结构的α-Al_2O_3。     

第二相添加剂(Ta_2O_5,ZrO_2)对β~〃-Al_2O_3显微结构的影响

本文研究了第二相添加剂(Ta_2O_5,ZrO_2)对β〃-Al_2O_3显微结构的影响,同时观察了它们的相组成和电性能。实验结果表明,第二相添加剂能在不同程度上改善β〃-Al_2O_3的显微结构。如果第二相促使液相在坯体中生成,如Ta_2O_5,β〃-Al_2O_3晶粒倾向于均匀生长;如果第二相在高温下不生成液相,如ZrO_2,它对基体显微结构的影响则取决于所添加的第二相的含量。适当的添加量可以导致β〃-Al_2O_3陶瓷获得较为均匀的细晶显微结构,但是,过量的第二相添加量将对β〃-Al_2O_3的电性能不利。     

β-Al_2O_3的强度和电解退化

引言陶瓷材料主要分为工程陶瓷和功能陶瓷两大类。前者主要利用其力学性能,这方面的研究由来已早。对后者则利用其声、光、热、电、磁效应,对其力学性能的研究较少。然而,即使是功能材料,亦存在着与功     

用Naβ″-Al_2O_3固体电解质研究熔融硅酸盐的热力学

利用Naβ″-Al_2O_3组成的电池直接测量Na_2O-SiO_2、Na_2O-CaO-SiO_2、Na_2O-Fe_2O_3-SiO_2及Na_2O-CaO-Fe_2O_3-SiO_2系中Na_2O的活度。该方法简单,测量迅速、准确。其电池形式为: Pt|O_2,Na_2O(硅酸盐)|Naβ″-Al_2O_3|α+β-Al_2O_3,O_2|Pt测量温度范围为1243—1460K。二元硅酸盐中SiO_2的活度已从测量的Na_2O活度数据利用Gibbs-Duhem方程算得,Na_2O的超额偏摩尔热力学量及系统的超额摩尔自由焓亦从所测的Na_2O活度算得。文中还计算了CaO及Fe_2O_3对Na_2O活度系数的影响量γ_(Na_2O)~(CaO)和γ_(Na_2O)~(Fe_2O_3),并且用二元及三元系得到的各活度系数值计算四元系的γ_(Na_2O(4)),计算结果与测量值十分一致。     

Y_2O_3-Al_2O_3-Si_3N_4系统中Y_2O_3的含量对无压烧结Si_3N_4显微结构及性能的影响

研究了以 Y_2O_3—Al_2O_3复合氧化物为添加剂,不同 Y_2O_3含量对无压烧结 Si_3N_4性能的影响(体积密度、烧成收缩、失重、抗折强度等).材料的抗氧化性试验表明,Y_2O_3含量高的氧化增重小;Al_2O_3含量增加,氧化增重也增加。用 X-射线衍射、扫描电镜、电子探针等检验了制品的显微结构,结果表明,Al_2O_3进入了β-Si_3N_4晶格,形成了β′-Si_3N_4固溶体,固溶量为总 Al 量70%左右,与 Y_2O_3含量多少无关。Y_2O_3即使加入量达到12%,也不存在游离 Y_2O_3或形成氧氮化硅钇化合物.     

烧结Caβ~〃-Al_2O_3固体电解质性质的研究

采用直接烧结法制备了Caβ~(?)-Al_2O_3固体电解质。为了与用离子交换法从Naβ~(?)-Al_2O_3得到的Caβ~(?)-Al_2O_3比较,采用交流阻抗谱图法测定了576—1028K的离子电导率及电导活化能;用Wagner非对称极化技术测定了834—920K的电子电导及电导活化能。最后由所测数据计算了离子迁移数。 实验结果表明,直接合成的多晶Caβ~(?)-Al_2O_3,同用离子交换法制成的多晶Caβ~(?)-Al_2O_3一样,具有优良的性能。本测量结果为多晶Caβ~(?)-Al_2O_3的应用提供了必要的数据。     

ZrO_2添加剂对β″－Al_2O_3性能的影响

研究了氧化锆添加剂对β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷的显微结构和性能的影响。实验结果表明，添加１０％（按体积计）ＺｒＯ＿２可以大大改善β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷的显微结构，并使其强度有显著提高，与此同时，β″－Ａｌ＿２Ｏ＿３的电导率下降不多。     

纳米η-Al_2O_3的烧结行为研究

为探讨纳米η-Al_2O_3的烧结行为,以纳米η-Al_2O_3为原料,聚乙烯醇为结合剂,经造粒、烧结制备刚玉试样。研究了不同烧结温度(1 550、1 600、1 650和1 700℃)和不同保温时间(0. 5、1、1. 5、2、4和6 h)对试样性能和显微结构的影响,并计算了烧结激活能。结果表明:纳米η-Al_2O_3在1 650℃保温6 h烧结,得到了体积密度为3. 74 g·cm-3、显气孔率为1. 77%的致密烧结刚玉;纳米η-Al_2O_3在1 550～1 650℃的烧结激活能为278. 01kJ·mol-1,而较低的烧结激活能有利于烧结进行;低温烧结制备的刚玉中没有晶体异常长大现象,晶粒之间结合紧密,以穿晶断裂为主,晶间气孔少,晶粒尺寸在3. 5～7. 5μm。     

Na-Al-O-H系统的热力学计算及氢对β″-Al_2O_3陶瓷钠挥发性的影响

在β(β″)-Al_2O_3陶瓷电解质的高温制备条件下,气氛内水蒸气含量对钠组分的挥发和最终产物内的OH含量有关,从而影响电导率和微观组织结构的均匀性。Na-Al-O系统多相平衡的计算表明,β(β″)-Al_2O_3中钠组分的挥发形态主要是Na和NaO分子,在缺氧条件下钠的挥发量迅速增加。在系统计算中添加H组分,可以进而探讨OH的变化和转移对β(β″)-Al_2O_3电解质的烧结过程和钠挥发作用的影响。由以最小自由能为基础的SOLGAS-MIX-PV计算机程序计算Na-Al-O-H系统的高温平衡分子分布,计算方法参见。起始条件:组成(mol数)-Na:0.1;     

Si_3N_4添加CeO_2-Y_2O_3-Al_2O_3常压烧结

一、绪言在烧制高温结构材料的Si_3N_4时,因添加适当的烧结助剂,所以在主晶相之间残存有玻璃相或其他晶相,并已知所残存的第二相对于烧结体的特性有很大的影响。为了解决这一问题,一般采用热压或HIP等特殊方法及减少助剂用量。柘植氏等人在Si_3N_4之中添加5wt％的Y_2O_3,于1700℃烧结之后,再在N_2气体中1750℃下热压,使其在主晶相间析出耐火度高的Si_3N_4·Y_2O_3晶体,     

Y_2O_3-Al_2O_3纤维

Ｙ2 Ｏ3-Ａｌ2 Ｏ3化合物熔点超过 1 90 0℃ ,具有优异的化学稳定性 ,因此可用作高级耐火材料。国外某文献报道了一种含有Ａｌ、Ｙ、Ｏ的连续氧化物陶瓷纤维的合成方法和性质。此种纤维中Ｙ2 Ｏ3和Ａｌ2 Ｏ3的最佳含量分别为 50 %～ 90 .7%和 9.3%～ 50 % ,而且Ｙ2 Ｏ3和Ａｌ2 Ｏ3之和应超过总量的 80 %。它由Ｙ2 Ｏ3溶胶和Ａｌ(ＯＨ) 3-ｘＤｘ 形式的铝盐溶于水形成的Ａｌ2 Ｏ3母液反应并分离制成 ,Ｄ是从氯化物、硝酸盐、羧酸盐等中选出的平衡离子。此纤维的晶相主要有Ｙ3Ａｌ5Ｏ1 2 、ＹＡｌＯ3、Ｙ4Ａｌ2 Ｏ9,还可能含有少量的Ｙ2 Ｏ3和…     

加入α-Al_2O_3和Cr_2O_3对镁质材料性能的影响

以烧结镁砂、镁铝尖晶石、电熔镁砂细粉、活性α-Al2O3粉和Cr2O3粉为原料,以亚硫酸纸浆废液为结合剂,于1 760℃保温110 min烧成后制备了镁质材料,并研究加入α-Al2O3和Cr2O3对复合材料的性能特别是抗热震性、抗蠕变性和高温强度的影响。结果表明:在镁质材料中添加α-Al2O3和(或)Cr2O3均能提高材料的抗热震性、高温强度和抗蠕变性;在添加α-Al2O3的条件下复合引入Cr2O3时,有利于镁质材料高温抗折强度和抗蠕变性的提高,但抗热震性有所降低,当复合引入7.5%质量分数的α-Al2O3和3%质量分数的Cr2O3时,镁质材料的综合高温性能较好。     

β″-Al2O3喷雾干燥粉料的组成对陶瓷显微结构的影响

研究了喷雾干燥法制备的β″-Al2O3陶瓷前驱粉料的化学组成、合成工艺对其显微结构的影响,认为适当降低喷雾干燥粉料中的碱金属氧化物含量,改善量少组份的分布均匀性,提高β″-Al2O3相的转变程度有利于改善陶瓷的显微结构.     

ZrSiO_4-Al_2O_3反应烧结过程的研究

本文通过测定试样真密度、烧成收缩、相对密度以及XRD和SEM,对ZrSiO_4-Al_2O_3反应烧结过程进行了系统研究。结果表明,化学反应于1380℃开始,在1400—1420℃迅速进行。该化学反应产生一定量的非晶相,其含量与温度有关。莫来石的晶胞常数在反应初期有较大变化,这一变化是由莫来石的化学组成变化产生的。莫来石是由ZrSiO_4分解的非晶SiO_2与Al_2O_3反应形成的。上述化学反应对致密化产生不利影响,其程度与液相量有关。采用分段反应烧成制度可以提高试样烧结性能。     

二氧化钛添加对α-Al_2O_3粉末烧结行为及其机械性能的影响

将二氧化钛添加至约含5%(质量分数)的二氧化锆的三氧化二铝粉末中,探讨二氧化钛添加对其烧结行为、各相间的反应及机械性能的影响。结果显示二氧化钛添加量为4%时可将烧结温度由1 450℃降至1 350℃,同时三氧化二铝晶粒成长也明显加速,这是由于Ti4+取代Al3+产生铝离子空缺并造成原子扩散速率增加的缘故;二氧化钛添加量较多或烧结温度较高时,烧结体中存在钛酸锆(ZrTiO_4)、钛酸铝(Al_2TiO5_)等低弹性常数的物质,导致硬度由19.3 GPa降至17.9 GPa;样品晶粒从0.6μm成长至2.44μm时其韧性可由4.4 MPa·m1/2增至5.2 MPa·m1/2,其原因是二氧化钛添加既引起晶粒的成长又会导致破裂模式转为完全延晶破裂。     

γ-Al_2O_3转化为α-Al_2O_3的热力学分析

γ-Al2O3和α-Al2O3都是氧化铝的重要存在形式,都是催化剂的常用载体。γ-Al2O3在热力学上是不稳定的,经高温焙烧或研磨等可以转化为α-Al2O3。采用业界公认的热力学数据,首次对γ-Al2O3转化为α-Al2O3的热力学进行了分析。结果表明,在298.15~1000K范围内,这种相转变属于放热反应,且随温度升高,放热量增大;同时其自由能变化小于0,但随温度升高,自由能负值越来越小。这是因为这一相变反应为熵减过程。