氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留行为研究

对钨铜复合材料中的氢同位素渗透和滞留行为进行了研究,通过采用气体驱动渗透和热脱附谱测试获得了氘在钨及钨铜复合材料中的渗透率、扩散系数、溶解度及相关活化能数据,并对氘在钨铜复合材料中的渗透和滞留性能进行了分析.结果表明:1)氘在钨铜复合材料中的渗透率比在纯钨中大2～3个数量级;2)在钨铜复合材料中的扩散系数比在纯钨中大5...     

Eu/Tb共掺杂Y_2O_3荧光粉的发光性质研究（英文）

稀土掺杂荧光粉在固态照明中有良好的应用前景。这里用固相法合成了Y_2O_3:Eu~(3+),Tb~(3+)荧光粉,粉的相结构用X射线衍射仪进行了表征,发现合成了纯相Y_2O_3,掺杂的稀土离子未对基质结构产生影响。稀土离子单掺杂的Y_2O_3荧光粉在各自特征领域表现出良好的发光性质,Y_2O_3:Tb~(3+)发射出亮绿光,而Y_2O_3:Eu~(3+)发射出亮红光颜色。调控它们的浓度,可以在Y_2O_3:0.2%Eu~(3+),2%Tb~(3+)处实现白光,详细分析了它们的发光光谱,计算了它们的色坐标,对应的CIE色坐标分别标记在色坐标图中。     

Y_2O_3掺杂BaZrO_3显微组织演变及与钛熔体相容性

以BaCO_3、ZrO_2和Y_2O_3为原料的6种配比混合料在1200℃经固相合成Y_2O_3掺杂BaZrO_3粉体,并经冷等静压成型后在1750℃烧结成圆片。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结合能谱分析(EDS)分析不同Y_2O_3掺杂量对BaZrO_3粉体组成及其对BaZrO_3圆片的显微组织结构和烧结性能的影响。结果表明:Y_2O_3掺杂BaZrO_3主要由BaZrO_3和Ba2YZr O6构成;随着Y_2O_3掺杂量的增加,Ba2YZr O6含量逐渐增加,并出现团聚现象;同时,BaZrO_3晶粒生长受到抑制,导致圆片表面疏松多孔,致密度降低。当原料摩尔比n(BaCO_3):n(ZrO_2):n(Y_2O_3)=0.48:0.47:0.1时,所获圆片相对密度达到97.1%。使用该配比粉料制备坩埚感应熔炼Ti Ni合金后,合金与坩埚无界面反应层存在,也未见明显坩锅组成元素向合金扩散现象,说明Y_2O_3掺杂BaZrO_3是一种非常有潜力的钛合金熔炼制备用耐火材料。     

金刚石上不同晶体结构Y2O3膜性质与增透性能研究

目的研究不同晶体结构Y_2O_3薄膜的性质及其对金刚石增透性能的影响规律。方法采用反应磁控溅射的方法,通过控制氧氩比,在金刚石膜上制备立方与单斜两种不同晶体结构的Y_2O_3薄膜,随后系统研究两种Y_2O_3薄膜的性质与增透性能。结果在低氧氩比下获得了立方结构Y_2O_3薄膜,在高氧氩比下获得了单斜结构Y_2O_3薄膜,二者表面粗糙度分别为2.57、1.07nm。两种晶体结构均呈现出符合Y_2O_3原子配比的价态。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜硬度分别为17.4、12.6 GPa;弹性模量分别为248.1、214.6 GPa。双面镀制立方结构Y_2O_3薄膜后,金刚石膜在10.0μm透过率最大,达89.1%,增透24.5%;单斜结构Y_2O_3薄膜在7.4μm透过率最大,达90.4%,增透25.4%。结论通过控制氧氩比可以获得热力学稳定的立方Y_2O_3薄膜和亚稳态的单斜Y_2O_3薄膜。立方和单斜结构的Y_2O_3薄膜中O与Y原子价态均符合其化学计量比。立方结构Y_2O_3薄膜呈现出更高的硬度与弹性模量。两种结构对金刚石窗口均呈现出良好的增透效果。单斜结构Y_2O_3薄膜增透效果更佳与其较低的折射率有关,且相比于立方结构Y_2O_3薄膜,增透最佳值向低波长方向移动。     

Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料的研究

采用一次成形烧结的方法成功制备了Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料,并用XRD、SEM及EDS表征了其相组成和组织结构。结果表明该复合梯度材料中除气相外只有Y_2O_3相和Nb相,其中Nb以片层状和弥散点状两种形态分布在Y_2O_3基体中。测试了Y_2O_3-Nb/Y_2O_3复合梯度材料的室温三点弯曲强度,结果显示其弯曲强度高于纯Y_2O_3以及Y_2O_3-Nb复合材料,表明Y_2O_3梯度层与以Y_2O_3为基体的复合材料具有较高的结合强度。     

金属-氧化物扩散障对涂层和基体间元素互扩散的阻碍作用

本文研究了低压等离子喷涂的Ni_3Al-Y_2O_3扩散障层对外层涂层与基体间元素互扩散的阻碍作用,发现阻碍扩散的作用与扩散障层中氧化物含量有关。当Y_2O_3含量为8wt-%时,扩散障对元素互扩散没有明显的阻碍作用;当Y_2O_3含量为30wt%时,对Al,Co和Cr等元素的扩散有明显的阻碍作用。并且,阻碍作用随元素不同而不同。     

金属-氧化物扩散障对涂层和基体间元素互扩散的阻碍作用SCIEI

本文研究了低压等离子喷涂的Ni_3Al-Y_2O_3扩散障层对外层涂层与基体间元素互扩散的阻碍作用,发现阻碍扩散的作用与扩散障层中氧化物含量有关。当Y_2O_3含量为8wt-%时,扩散障对元素互扩散没有明显的阻碍作用;当Y_2O_3含量为30wt%时,对Al,Co和Cr等元素的扩散有明显的阻碍作用。并且,阻碍作用随元素不同而不同。     

Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒的合成及发光性能（英文）

以Na_2SO_4和K_2SO_4为熔盐,采用熔盐法合成了一维Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒。应用X射线衍射、扫描电子显微镜和光谱仪等方法对合成产物的晶体结构、形貌和发光性能进行表征。考察了烧结温度、Eu3+掺杂浓度对合成产物的晶体结构、形貌和发光性能的影响。结果表明,原料混合物在1100℃空气中煅烧2 h可合成纯相、表面光滑的Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒,Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒的长度大于10μm,宽度为500～800 nm。在270 nm紫外光的激发下,Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒呈红光发射,最强发射峰位于616 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁,Y_2O_2SO_4:Eu~(3+)亚微米棒Eu3+的最佳掺杂浓度为10mol%。     

烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响

采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3(质量分数)材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明:W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。     

Y掺杂BaZrO_3的稳定性及抗钛熔体的侵蚀性

使用传统固相合成的Y_2O_3掺杂与未掺杂的BaZrO_3粉料,运用冷等静压和固相烧结技术,制备BaZrO_3和Y掺杂的BaZrO_3坩埚,并用其熔炼富钛合金(Ti_2Ni,含钛量63%,质量分数)。研究Y_2O_3掺杂对Ba Zr O3坩埚侵蚀层及组织形貌的变化,合金熔体受耐火材料元素污染量的变化以及Y_2O_3掺杂BaZrO_3坩埚抵抗钛熔体的侵蚀性。结果表明:1500℃时,Ti_2Ni熔体对掺杂Y_2O_3的BaZrO_3坩埚侵蚀层厚(1700mm),小于未掺杂的BaZrO_3侵蚀层厚度(2000mm);Y掺杂BaZrO_3坩埚内壁晶粒相对完整,仅部分晶界受熔体侵蚀而模糊,未掺杂的BaZrO_3坩埚晶粒受钛熔体侵蚀及冲刷,出现层片状组织,且内壁结构疏松;随着保温时间从5 min增至15 min时,Y掺杂BaZrO_3坩埚熔炼后Ti_2Ni合金中的O和Zr元素均达到平衡;而未掺杂的Ba Zr O3熔炼后Ti_2Ni中O和Zr含量随保温时间增加而增加。热力学计算也支持上述结论,说明耐火材料在Ti_2Ni熔体中的溶解的进行表明促进BaZrO_3坩埚-合金界面反应,Y_2O_3掺杂能改善BaZrO_3稳定性,增强抗钛熔体的侵蚀性,降低其在钛合金中的溶解。     

钛与氧化物陶瓷界面反应研究

借助SEM和差热分析(DTA),研究了纯钛与Y_2O_3、ZrO_3(Y_2O_3,稳定和CaO稳定)陶瓷耐火材料界面反应后金属 侧的显微组织,并测定了纯钛与Y_2O_3,、ZrO_2(Y_2O_3,稳定和CaO稳定)的初始反应温度和反应速率.结果表明,纯钛与 ZrO_2(CaO稳定)反应后的显微组织最粗大,为块状,而与Y_2O_3,反应产物最细小均匀,为条带状;三种陶瓷材料对纯钛 的初始反应温度依次为:1 378℃、1 245℃、1 213℃,反应速率也依次增大.     

Y_2O_3/CeO_2改性的低温渗铝涂层制备和循环氧化性能研究（英文）

利用Y_2O_3/CeO_2纳米颗粒替代部分Al_2O_3粉作为填充剂,在Ni基体上,600℃低温渗铝10 h,制备了Y_2O_3/CeO_2改性的低温渗铝涂层。作为对比,采用相同的工艺在Ni基体上利用纯Al_2O_3粉制备了普通渗铝涂层。对比研究了Y_2O_3/CeO_2是如何影响氧化铝的相变以及渗铝涂层的1000℃时的循环氧化性能。结果发现,Y_2O_3和CeO_2对θ-α相变具有不同的作用:Y_2O_3抑制θ-Al_2O_3的长大,而CeO_2促进θ-α相变。与普通渗铝涂层相比,Y_2O_3/CeO_2改性的渗铝涂层形成粘附性更好的氧化铝膜,提高了渗铝涂层的循环氧化性能。文中对Y_2O_3/CeO_2是如何影响θ-α相变以及渗铝涂层的循环氧化性能进行了分析。     

W-Fe-Ni合金中的氘滞留行为

采用气相驱动渗透系统和热脱附试验平台研究了W-Fe-Ni合金中氘的输运行为,获得了氘在合金中的渗透率、扩散系数、溶解度、扩散激活能等参数,进行了合金热充氘及氘热脱附实验,结合微观结构表征及数值模拟,研究了氘在W-Fe-Ni合金中的滞留行为,并建立了氢同位素扩散模型以估算不同形状尺寸的W-Fe-Ni合金中氘滞留量。通过与热脱附实验结果对比,发现使用多物理场数值模拟可以准确地估算W-Fe-Ni合金中氢同位素滞留量。     

Y_2O_3增强铜基复合材料微观结构及性能的研究

三氧化二钇(Y_2O_3)粒子增强铜基复合材料具有超强的耐磨性能和耐腐蚀性能,在众多领域具有广泛的应用前景。以Y_2O_3添加量为0～20wt%的增强铜基复合材料为研究对象,进行磨损试验和腐蚀试验,考察Y_2O_3粒子的不同添加量对复合材料相关性能的影响。采用扫描电镜、透射电镜、微区成分等测试分析手段,对Y_2O_3增强铜基复合材料的显微组织结构进行了深入探究。结果表明:硬质点Y_2O_3与铜基材料通过合理的热加工工艺可获得理想的强化相,Y_2O_3粒子起到很好的弥散作用,对Cu粒子之间的空隙起到很好的填充和支撑效应,增强了与铜基体的结合强度和渗透能力,从而使铜基复合材料的耐腐蚀性、耐磨性得到较大的提高。当Y_2O_3粒子的添加量为5wt%时,Y_2O_3/Cu的耐磨性能、耐腐蚀性均较铜基体提高1倍以上。     

Y_2O_3对红柱石增强莫来石陶瓷性能影响

为制备高致密的红柱石增强莫来石陶瓷,本工作以天然红柱石和活性氧化铝为原料,利用细磨、等静压、引入Y_2O_3添加剂工艺,通过固相反应烧结制备红柱石增强莫来石质陶瓷匣钵。研究了在不同成型方式条件下,Y3+掺杂对反应烧结制备红柱石增强莫来石质陶瓷的烧结性能和热震稳定性的影响,同时借助XRD、SEM及相关软件对其烧后试样的矿物相组成、晶胞常数和显微结构进行分析和计算。结果表明:通过掺杂一定量Y3+,利用等静压成型,经1500℃保温2 h烧成,可以制备出具有高致密度的红柱石增强莫来石质陶瓷。随着Y_2O_3加入量增加,红柱石增强莫来石陶瓷烧结性能明显改善,热震稳定性稍有降低,而当Y_2O_3加入量大于6%,部分Y_2O_3与组成中SiO_2形成第二相Y_2Si_2O_4,在一定程度上又改善了莫来石陶瓷的热震稳定性。当Y_2O_3加入量大于4%时,等静压成型和干压成型莫来石陶瓷烧后试样相对密度大于95%。Y_2O_3加入量大于6%时,莫来石固溶体类型由Al4.52Si1.48O9.74转变为Al2.3Si7.04O4.85。     

Y_2O_3含量对Ni-5Al与Ni-10Al合金在1100℃下抗氧化性能的影响

采用粉末冶金技术制备了不同Y_2O_3含量的Ni-5Al和Ni-10Al合金,并在1100℃下对合金进行100 h循环氧化实验。研究了Y_2O_3含量对Ni-Al合金高温抗氧性能的影响。结果表明:添加Y_2O_3会促进Ni-5Al合金中NiO的生成,随着Y_2O_3含量的增加,NiO的生长速度加快,晶粒变大,使Ni-5Al合金高温抗氧化性能随Y_2O_3含量的增加逐渐降低。在Ni-10A合金中,Y_2O_3的添加会促进Al2O3的择优生长,增强氧化膜与基体的粘附性,提高合金的高温抗氧化性能,最优添加值为0.6wt%。Ni-10Al-x Y_2O_3合金的高温抗氧化性能明显优于Ni-5Al-x Y_2O_3(wt%,x分别为0,0.2,0.6,1.0)合金的。     

红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的制备及发光特性

采用高温固相法合成了红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)。研究了Eu~(3+)离子掺杂浓度、助熔剂及Gd~(3+)共掺杂对荧光粉发光特性的影响。XRD检测结果显示,荧光粉的主晶相为Ca_3Y_2Si_3O_(12),属单斜晶系。荧光光谱分析表明:硅酸盐荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的发射光谱包含2个主峰,峰值分别位于590和614 nm,归属于Eu~(3+)离子从~5D_0→7~F_1和~7F_2的特征跃迁。用614 nm最强峰监测,得到激发光谱为一多峰宽带(200~500 nm)。改变Eu~(3+)离子掺杂浓度发现:随着掺杂量增加,荧光粉发光强度先增加后降低,最佳掺杂量为20 mol%;讨论了几种助熔剂的影响:NaCl、CaF_2作为助熔剂,对荧光粉的发光强度影响不大,H_3BO_3作为助熔剂降低荧光粉的发光强度,而NH_4F能显著提高荧光粉的发光强度;Gd~(3+)可以作为一种很好的共激活剂,敏化Eu~(3+)离子发光。     

钇盐对铝合金表面PEO复合ZrO_2-Y_2O_3涂层组织及耐高温性能的影响

采用改进的等离子体电解氧化(PEO)技术在锆盐体系和锆盐-钇盐体系电解液中制备ZAl Sil2Cu3Ni2合金表面ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层和Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,研究电解液中稀土钇盐Y(NO_3)_3对PEO陶瓷层组织和耐高温性能的影响。通过SEM、XRD等分析方法对陶瓷层的组织结构及相组成进行了分析,并对陶瓷层的隔热性能及高温稳定性进行了测试。结果表明,与ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层相比,Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层表面由细小颗粒组成,涂层均匀、致密;锆钇盐体系陶瓷层形成了钇部分稳定锆的固溶体(Y_2O_3和Y_(0.15)Zr_(0.85)O_(1.93)□_(0.07)),并提高了反应温度;Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层生长速度大于ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层,其中向外生长厚度明显增大;另外,隔热性能得到提高。Y_2O_3-ZrO_2-Y_2O_3陶瓷层试样经400℃高温氧化处理,其氧化增重曲线呈对数规律,氧化增重量小,表明高温稳定性良好。     

一步合成法制备Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的烧结制度研究

以分析纯Fe_2O_3、NiO、ZnO、Al_2O_3为原料,并适量配以烧结助剂,掺杂试剂、粘接剂和分散剂,磨细过筛后干压成陶瓷素坯,并一次烧结合成Ni-Zn铁氧体.研究了不同浓度Al3+掺杂Ni-Zn铁氧体的合成与烧结制度.发现Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体的合成和烧结具有很强的组成依赖性:随着掺杂Al3+浓度升高,铁氧体形成和烧结的温度升高;含锌铁氧体在相同掺杂Al~(3+)浓度下比纯镍铁氧体更容易烧结,且在更高温度下后者易形成新的非尖晶石相结构.随Al~(3+)掺杂浓度不同,Al~(3+)掺杂Ni-Zn铁氧体在1150～1550 ℃范围内可分别实现一次合成和烧结.     

超细Y_2O_3/W-Cu复合粉体的制备及其烧结体的组织性能

以偏钨酸铵、硝酸铜和硝酸钇为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含Y_2O_3(0~0.8%)的Y_2O_3/W-20Cu复合粉体,经成形、烧结获得了Y_2O_3/W-Cu复合材料烧结体。对Y_2O_3/W-Cu复合粉体的物相、形貌进行表征;考察了Y_2O_3的添加对Y_2O_3/WCu复合粉体的烧结性能以及烧结体的微观组织、物理和力学性能的影响。结果表明,所制备的Y_2O_3/W-Cu复合粉体的粒度在100~200 nm,粉体具有良好的烧结性能,其成形压坯经1200℃烧结后,相对密度可达98%以上,导电率高于41%IACS。此外,适量Y_2O_3的添加,可改善W-Cu材料的组织和力学性能,添加Y_2O_3的Y_2O_3/W-20Cu材料的抗弯强度和维氏硬度可达1040 MPa和312 HV。