纳米Al2O3对纳米4YSZ复相陶瓷结构和性能的影响

以纳米4YSZ和纳米Al2O3粉末为原料,对掺少量Al2O3的4YSZ无压烧结体的烧结特性、结构和性能进行了研究.掺适量的Al2O3可降低烧结温度,减缓4YSZ晶粒的长大.少量的交接渗透强化了晶界,烧结体断裂倾向于穿晶断裂,提高了烧结体硬度.     

掺入Al_2O_3对固体氧化物电解质材料YSZ性能影响的研究

在立方相的钇稳定化氧化锆 [(ZrO2 ) 0 .92 (Y2 O3) 0 .0 8](YSZ)中 ,掺入少许不同量的Al2 O3,研究其对基体材料YSZ的烧结性能、机械强度和导电性能的影响 ,并对其机理进行了分析。实验结果表明 ,掺入Al2 O3能够明显降低电解质烧结温度 ,改善烧结性能。在 130 0℃烧结 1h后 ,少量掺杂Al2 O3的样品晶粒尺寸明显比纯YSZ样品的小 ;从阻抗谱图上可以看出 ,随着Al2 O3含量的增加 ,晶界电阻不断减小 ,在掺杂比例为 4 % (质量分数 )时 ,达到最小点。而后随着Al2 O3含量的增加 ,晶界电阻又呈上升趋势。用纯YSZ和掺 4 % (质量分数 )Al2 O3的材料制成SOFC ,得到伏安特性曲线 ,结果表明 ,掺 4 % (质量分数 )Al2 O3的性能比YSZ好。     

掺入Al2O3对固体氧化物电解质材料YSZ性能影响的研究

在立方相的钇稳定化氧化锆[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08](YSZ)中，掺入少许不同量的Al2O2，研究其对基体材料YSZ的烧结性能、机械强度和导电性能的影响，并对其机理进行了分析。实验结果表明，掺入Al2O2能够明显降低电解质烧结温度，改善烧结性能。在1300℃烧结1h后，少量掺杂Al2O3的样品晶粒尺寸明显比纯YSZ样品的小；从阻抗谱图上可以看出，随着Al2O3含量的zk加，晶界电阻不断减小，在掺杂比例为4％(质量分数)时，达到最小点。而后随着Al2O3含量的zk加，晶界电阻又呈上升趋势。用纯YSZ和掺4％(质量分数)Al2O的材料制成SOFC，得到伏安特性曲线，结果表明，掺4％(质量分数)Al2O3的性能比YSZ好。     

素坯高压成型对纳米4YSZ烧结的影响

在纳米 4YSZ粉中加入少量纳米Al2 O3 粉 ,素坯两次 40 0MPa加压成型后在 4GPa高压下再成型 ,素坯相对密度达 72 4 %,降低了烧结致密温度。超密实坯体在 110 0℃常压下烧结 2小时 ,陶瓷体致密度达 99 2 %。烧结样品的晶胞四方度atc- 1t 为 1 0 12 ,晶胞体积V为 0 132nm3 。 110 0℃常压煅烧 ,烧结体晶粒大小在 40～ 70nm。烧结体研磨成粉后含有 12～ 14%的单斜相。     

素坯高压成型对纳4YSZ烧结的影响

在纳米4YSZ粉中加入少量纳米Al2O3粉，素坯两次400MPa加压成型后在4GPa高压下再成型，素坯相对密度达72．4％，降低了烧结密温度，超密实坯体在1100℃常下烧结2小时，陶瓷体密度达99．2％。烧结样品的晶胞四方度atct^-1为1．012，晶胞体积V为0.132nm^3，1100℃常压煅以烧，烧结体晶粒大小在40－70nm。烧结体研磨成粉后含有12－14％的单斜相。     

Al2O3基复合材料中纳米SiC对微观结构的影响

本文从烧结温度、基体晶粒大小、断裂方式、SiC在基体中的分布等几个方面研究了纳米SiC颗粒的加入对Al2O3微观结构的影响．用非均相沉淀工艺制备的纳米SiC-Al2O3复合粉体，具有Al2O3颗粒包裹纳米SiC的特点，提高了烧结温度，明显使Al2O3晶粒变小，并且抑制晶粒异常长大，试样的断裂方式从以沿晶断裂为主转变到以穿晶断裂为主．SiC在Al2O3中分布均匀，大部分位于晶粒内，少部分位于晶界上．这种微观结构有利于力学性能的提高．     

放电等离子超快速烧结 SiC-Al2O3纳米复相陶瓷

本文介绍用非均相沉淀法制备的纳米SiC-Al2O3复合粉体经放电等离子超快速烧结得到晶内型的纳米复相陶瓷,超快速烧结的升温速率为600℃/min,在烧结温度不保温,迅即在3min内冷却至600℃以下.与热压烧结相比,可降低烧结温度200℃以上.力学性能研究结果表明,在1450℃超快速烧结得到的纳米复相陶瓷的抗弯强度高达1000MPa,维氏硬度为 19GPa,断裂韧性也比Al2O3有所提高.TEM像显示纳米SiC颗粒大多分布在Al2O3母体晶粒内,而断裂表面的SEM像表明,穿晶断裂是其主要的断裂模式,这是所制备的纳米复相陶瓷力学性能大幅提高的主要原因.     

纳米(ZnO,Al2O3)复合掺杂对3Y2O3-ZrO2材料电性能的影响

以3Y2O3—ZrO2纳米粉和ZnO，A12O3纳米粉为原料，采用交流阻抗谱技术对掺少量ZnO和A12O3的3Y2O3—ZrO2烧结陶瓷进行电性能研究。研究表明：少量纳米ZnO掺杂降低了3Y2O3—ZrO2的电导率，但随着掺人量的增加，电导率开始回升。在ZnO掺杂样品中加入少量纳米A12O3进行复合第二相掺杂，结果提高了3Y2O3—ZrO2材料的电导率。同时少量A12O3的掺人降低了晶粒电导活化能，使得晶粒电导率增加。     

Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料的制备与性能

用粉体分散及热压注方法制备了Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯材料，研究了Al2O3/SiO2纳米复合陶芯材料的增强机理，SiO2纳米粉在Al2O3微粉基体中较均匀分布，不含纳米粉材料的断裂方式为典型的沿晶断裂，SiO2含量为3％和5％时，为沿晶／穿晶混合断裂，SiO2含量为7％时，以穿晶断裂为主，加入SiO2纳米粉后，复合材料的孔洞减少，致密度增加，致使烧结温度降低，含7％SiO2纳米粉的陶芯强度比不含纳米粉的提高了约4倍，其原因是纳米晶的析出和材料断裂方式的改变。     

Al_2O_3掺杂8YSZ固体电解质的烧结及性能研究

通过化学共沉淀法制备Al2O3掺杂的8YSZ固体电解质,并对其进行烧结和性能检测。试验结果表明,掺杂Al2O3有利于降低烧结温度,促使烧结体致密化。并且随着Al2O3掺杂量的增大,晶粒的电导逐渐降低。当Al2O3的加入量少于1.5%(w)时,并没有起到晶界电导改善的作用,反而使晶界性能恶化。     

用包裹纳米复合粉体制备ZTA陶瓷

用非均匀成核法和液相共沉淀法相结合的方法制得ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体,经干压成型,常压烧结制备ZTA复相陶瓷.通过XRD、TEM对粉料的物相组成和显微形貌进行表征,研究了包裹粉体中煅烧温度和ZrO2含量对烧结体的烧结性能和力学性能的影响.结果表明:随着前驱体粉料煅烧温度的升高,包裹后的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体比表面积降低,粒径变大;ZrO2含量为20wt.%的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体,经过1000℃锻烧后,干压成型制备的烧结样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达454.9MPa和11.6MPa·m1/2,SEM观察结果表明烧结体结构致密.     

微波烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的研究

以分析纯Al(NO3)3.9H2O·NH3.H2O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al2O3/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。     

纳米Al2O3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米Al2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米Al2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米Al2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米Al2O3化学镀铜粉的烧结.     

Al2O3掺杂对YSZ固体电解质烧结及电性能的影响

研究了用常规共沉淀法掺杂Al2O3对YSZ固体电解质的烧结及电性能的影响．结果表明：适量的Al2O3能提高YSZ材料的烧结性能，促使其致密化，但过量的Al2O3对材料的致密化不利；同时，材料的晶界电导随Al2O3含量的增大表现出先增大后减小的变化趋势，这与Al2O3对YSZ晶界两方面的不同影响有关，Al2O3偏析于晶界一方面能清除晶界上对氧离子电导不利的SiO2，但另一方面也会降低晶界空间电荷层中的自由氧离子空穴的浓度．     

超声化学原位合成纳米Al_2O_3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能

为研究纳米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变特性,基于6063Al-Al2(SO4)3体系,采用超声化学原位合成技术,制备出不同Al2O3体积分数(5%、7%)的纳米Al2O3/6063Al复合材料,通过高温蠕变拉伸试验测试其高温蠕变性能,利用XRD、OM、SEM及TEM分析其微观形貌。结果表明:施加高能超声可显著细化增强体颗粒并提高其分布的均匀性,所生成的Al2O3增强颗粒以圆形或近六边形为主,尺寸为20~100nm;纳米Al2O3/6063Al复合材料的名义应力指数、表观激活能和门槛应力值与基体相比大幅提高,均随着增强体体积分数的增加而提高,表明纳米Al2O3/6063Al复合材料的抗蠕变性能提高;纳米Al2O3/6063Al复合材料的真应力指数为8,说明复合材料蠕变机制符合微结构不变模型,即受基体晶格扩散的控制;纳米Al2O3/6063Al复合材料的高温蠕变断口特征以脆性断裂为主,高应力下形成穿晶断裂,低应力下形成沿晶断裂和晶界孔洞;纳米Al2O3/6063Al复合材料的主要强化机制为位错强化与弥散强化。     

纳米Cu-Al2O3复合材料的烧结法制备研究

研究了纳米Al2O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料制备技术.选用纳米级Al2O3陶瓷颗粒作为增强相,采用超声波增强化学镀的方法完成对纳米Al2O3陶瓷颗粒金属铜包覆,热压烧结成纳米Al2O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料,开采用XRD、TEM等分析测试技术对其组织性能进行研究.     

Y2O3和纳米AlN协同作用对氮化铝陶瓷烧结性能及热传导的影响

在微米氮化铝粉体中添加含量为4%的Y2O3和不同含量的纳米AlN粉体制备氮化铝陶瓷,研究了Y2O3和纳米AlN协同作用对微米氮化铝陶瓷烧结性能和热传导性能的影响。结果表明,Y2O3优先与纳米AlN粉体表面的Al2O3反应生成活性较高的第二相Al5Y3O12,相比于Y2O3与微米AlN粉体表面Al2O3反应生成的Al5Y3O12,具有更低的熔化温度及更好的流动性;同时,纳米AlN粉体的高比表面能也促进氮化铝陶瓷的致密化进程。二者的协同作用有效地促进氮化铝陶瓷的致密烧结,改善第二相的微观分布,从而能在较低的烧结温度下获得具有较高热导率的氮化铝陶瓷。当Y2O3和纳米AlN粉体的添加量(质量分数)分别为4%和1.5%时,在1800℃烧结得到的氮化铝陶瓷密度为3.26 g·cm-3,第二相以连续相的形式分布于氮化铝晶界处,热导率为151.75 W/(m.K)。     

基于选区激光烧结技术的纳米Al2O3改性PS的试验

基于选区激光烧结(SLS)技术,采用表面未处理和表面处理的纳米Al2O3对聚苯乙烯(PS)进行改性试验,并研究了纳米Al2O3用量对其冲击强度、硬度的影响。结果表明,SLS合成制备出了纳米Al2O3在PS基体中分散较均匀的纳米复合块体材料。同时,在相同的SLS工艺参数作用下,纳米Al2O3柱子表面预处理的烧结件的缺口冲击韧性较表面未处理的有显著提高;而硬度几乎不受影响。纳米Al2O3含量6％,缺口冲击韧性最好,达到了11．7kJ／m^2;而纳米含量的变化对硬度的影响不明显。     

纳米ZnO对纳米ZrO2(8Y)致密特性及电导率影响研究

采用纳米ZrO2(8Y)粉和纳米ZnO粉为原料,对掺少量ZnO的ZrO2(8Y)进行无压烧结研究.实验结果表明,掺少量的ZnO能促进ZrO2与Y2O3的反应,加快四方相向立方相的转变,样品致密度和电导率显著提高.掺0.5wt％ZnO样品在1200℃煅烧2h的陶瓷致密度为94％,700℃时的电导率为9.02×10-3cm-1·Ω-1.     

超临界抗溶剂法纳米Al_2O_3-ZrO_2颗粒的制备与表征

以CO2为抗溶剂介质,无水乙醇为溶剂,采用超临界抗溶剂法(SAS)制备了纳米Al2O3-ZrO2复合氧化物颗粒的前驱体—纳米Al(NO3)3-Zr(NO3)4颗粒,系统考察了温度和压力等因素对制备过程的影响,并对前驱体中Al、Zr组分的共抗溶剂效应进行了研究,通过焙烧前驱体Al(NO3)3-Zr(NO3)4制得了纳米Al2O3-ZrO2球形颗粒.采用热重质谱(TG-MS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射透射电镜(FEG-TEM)和程序升温还原(TPR)等技术对所制备的前驱体Al(NO3)3-Zr(NO3)4和Al2O3-ZrO2纳米颗粒的物化性能进行了表征,初步考察了Al2O3-ZrO2纳米颗粒负载Ni催化剂的还原性能.研究发现,该纳米复合氧化物比用浸渍?沉淀法制得的Al2O3-ZrO2载体对活性组分Ni具有更好的分散性能,作为新型催化剂载体材料有良好的应用前景.