B_2O_3-La_2O_3-BaO-(Al_2O_3、Ta_2O_3)系统的玻璃生成范围及其性质

本文研究了在三元系统B_3O_3-La_2O_3-BaO中引入不同量的Al_2O_3以后,假三元系统的玻璃生成范围和它们的析晶本领、光性的若干变化规律。结果表明随着Al_2O_3含量的增加,系统的玻璃生成范围不断扩大。尤其是贫B_2O_3边界得以扩充,析晶本领下降。还研究了在B_2O_3-La_2O_3-BaO-Ta_2O_5系统中分别固定B_2O_3的含量为30、45、50、55wt·％时,该系统的实验显示了网络修饰体离子杂化作用对玻璃析晶本领的影响。在此系统中可制得n_D为1.60～1.70,v_D为46～59的光学玻璃。     

RO_x 对 Na_2O-Al_2O_3-P_2O_5系统玻璃结构和电导率的影响

四元磷酸盐玻璃的 Raman 光谱和 AlO_6丰度变化的研究表明,玻璃的离子电导率主要由活动离子 Na~ 的总数决定,Na_2O 含量越高,其电导率也越高;但是,玻璃结构对电导率也有一定影响。由 AlO_4四面体和(Al—O—P)~-基团构成结构网络的某些 Na_2O—Al_2O_3—P_2O_5玻璃有较高的离子电导率。当以 MgO 替代玻璃中的 Al_2O_3时,由于MgO 只起网络修饰体作用,电导率是单调下降的。以 SiO_2替代 Al_2O_3时,情况有所不同。由于 SiO_2可能兼起网络形成体和修饰体的作用,无疑使玻璃结构变得复杂了。只有在参与网络的 SiO_2达到相当量的情况下,才有希望提高玻璃的电导率。外加 SiO_2到 Na_2O—Al_2O_2—P_2O_5玻璃内,导致玻璃中的 Na~ 离子的相对量降低,所以其电导率总是下降的。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构

本文用 Raman 光谱和声学方法研究了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的结构。结果表明:V_2O_5主要以 LiVO_3即[VO_3]_n~(?)形式存在,而 B_2O_3则与 Li_2O 结合生成一系列硼酸盐。     

K_2O-MgO-Al_2O_3-P_2O_5-B_2O_3系统玻璃分相和光色性之间的关系

为了获得一种具有良好光色性能的磷酸盐光色玻璃,选择了 K_2O-MgO-Al_2O_3-P_2O_5-B_2O_3系统作为基础玻璃,以 AgX 为光敏成分,研究了玻璃分相和光色性之间的相互关系。用分子光谱、SEM,EDAX 和 XRD 等研究了2~#分相玻璃的相组成、相形貌。实验结果表明,光色玻璃中光敏相不仅是 AgCl 和 NaCl 固溶相组成,而且富集于液滴相中。玻璃的热处理以及相应热处理条件下分相形貌的观察结果表明:在一定的温度范围内,随着热处理温度升高,玻璃的分相程度增大,增强了玻璃的变暗程度,但相应地降低了光色玻璃的退色速率。     

Gibbs Free Energy of Formation of 3Y_2O_3·5Al_2O_3

Thermodynamic properties of 3Y_2O_3·5Al_2O_3 double compound have been determined with CaF_2 single crystal electrolyte galvanic cell at 1049 K to 1230 K.The galvanic cell used can be expressed as: Pt,O_2(g)丨Y_2O_3(s),YOF_((s))丨CaF_2丨YOF_((s)), 3Y_2O_3·5Al_2O_(3(s))丨Al_2O_(3(s))丨O_2(g),Pt, of which the cell reaction is; 3Y_2O_(3(s))+SAl_2O_(3(s))=3Y_2O_3·SAl_2O_(3(s)) The following result is obtained: A_fG°(3Y_2O_3·5Al_2O_3)=-939500+765.90T±710J/mol where,△fG°(3Y_2O_3·5Al_2O_3)is the free energy of formation of 3Y_2O_3·5Al_2O_3 from Y_2O_3 and Al_2O_3.     

光悬浮区熔定向凝固Al_2O_3/Er_3Al_5O_(12)和Al_2O_3/Yb_3Al_5O_(12)共晶陶瓷的制备与性能研究（英文）

本研究探索了光悬浮区熔法制备Al_2O_3/Er_3Al_5O_(12)(ErAG)和Al_2O_3/Yb_3Al_5O_(12)(YbAG)定向凝固共晶陶瓷。在10 mm/h的抽拉速率下成功获得了凝固组织均匀、内部无裂纹或孔洞的高质量共晶陶瓷。通过高分辨三维X射线衍射仪研究了Al_2O_3和RE_3Al_5O_(12)在三维空间的分布与组织结构;利用电子背散射衍射技术分析了定向凝固末期Al_2O_3和RE_3Al_5O_(12)两相的晶体学择优取向和相界面关系。力学性能表征结果显示,Al_2O_3/ErAG和Al_2O_3/YbAG具有优异的力学性能,二者的维氏硬度分别为(13.5±0.4)和(12.8±0.1) GPa;断裂韧性分别为(3.0±0.2)和(3.2±0.1) MPa·m~(1/2)。     

TeO_2-Nb_2O_5-P_2O_5系统玻璃的成玻特性和性能

研究了TeO_2-Nb_2O_5-P_2O_5三元系统的玻璃形成能力和相关理化性能。结果表明,在TeO_2(80%-90%),Nb_2O_5(0-20%),P_2O_5(0-20%)(摩尔分数)成分范围内可以形成性能良好的透明玻璃,碲氧、磷氧和少量的铌氧结构单元共同构建了稳定的链状玻璃网络骨架。TeO_2-Nb_2O_5-P_2O_5玻璃的转变温度为394-425℃、折射率为1.65-1.88。     

晶粒取向及氧化电压对阳极氧化Ta_2O_5纳米管形貌的影响

以(110)和(111)取向单晶钽片为原材料在体积比为9:1的浓H_2SO_4和HF电解液中保持电压为30 V阳极氧化1 min制备Ta_2O_5纳米管。对比在(110)和(111)取向单晶上制备的Ta_2O_5纳米管的扫描电子显微镜(SEM)图像,研究晶粒取向对阳极氧化Ta_2O_5纳米管形貌的影响。在相同电解液体系下将两种不同取向单晶分别在电压为5 V、15 V、25 V、35 V的条件下氧化30 s,研究氧化电压对Ta_2O_5纳米管形貌的影响。研究结果表明:(111)取向更有利于Ta_2O_5纳米管的生长其管长约为6.28μm,Ta_2O_5纳米管的顶部抱团成簇纳米管外部粗糙似竹节;(1 10)取向制备的Ta_2O_5纳米管开口好外管壁光滑,管长约为3.71μm;Ta_2O_5纳米管的管长及管径与氧化电压呈正相关,且(111)单晶生长的Ta_2O_5纳米管管长及管径大于(110)单晶生长的纳米管。Ta_2O_5纳米管的生长具有取向相关性,主要受原子排列密度的影响,原子排列密度越大,其纳米管的生长速率越小,故Ta_2O_5纳米管管长越短,管径越小。     

Al_2O_3-SiO_2系耐火材料高温力学性能

对Al_2O_3-SiO_2系高铝区域两个系列烧结材料在不同温度的机械性能(应力—应变关系、强度和蠕变试验等)的研究表明:(1)烧结矾土材料,Al_2O_3含量越接近70%,高温力学性能越好;(2)刚玉-莫来石材料,恰当比例的两晶相材料的高温力学性能优于单晶相材料;在单晶相材料中,莫来石优于刚玉。高铝耐火材料的高温力学行为主要取决于玻璃效应(玻璃基质的数量和粘度)和结晶效应(晶体间接触或结合的程度和方式)。     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O     

采用Al-Zn-Mg-Cu封接Al_2O_3陶瓷与304不锈钢工艺

以Al-Zn-Mg-Cu合金为封装材料,采用粉末冶金技术对Al_2O_3陶瓷和304不锈钢进行了封接试验,研究了烧结合金组织、接头特征点成分和物相,并探讨了烧结温度和保温时间对接头界面组织和连接强度的影响。结果表明,在烧结温度570℃,保温时间1 h条件下获得主要由α-Al和MgZn_2组成的较为致密的铝合金,304不锈钢/铝合金侧剪切强度为24 MPa、Al_2O_3陶瓷/铝合金侧剪切强度为6.4 MPa。在304不锈钢/铝合金界面处,Fe、Al元素均发生扩散,形成了不同金属间化合物的扩散层。铝合金/Al_2O_3陶瓷界面处Mg与Al_2O_3反应生成了MgAl_2O_4相,改善了铝合金和Al_2O_3陶瓷的润湿性。     

Li_2O-B_2O_3-V_2O_5 系玻璃的形成、结构与离子导电性

本工作确定了 Li_2O-B_2O_3-V_2O_5系玻璃的形成区,测量了玻璃的电导率、光吸收、ESR 和 Raman 谱、密度及超声速。结果表明:所研究玻璃的电导主要是离子性的;V_2O_5与 B_2O_3对于形成 Li~+导电玻璃是有利的;玻璃中主要结构单元为[VO_3]_n~(n-)和一些硼酸盐基团。得到了300℃时电导率为2.5×10~(-3)(Ω·cm)~(-1)的玻璃。     

沉积气压对磁控溅射Ta_2O_5薄膜光学性能的影响

本文采用射频磁控溅射技术分别在玻璃和硅基底上沉积Ta_2O_5薄膜,研究沉积气压的变化对薄膜光学性能的影响规律。利用UV-3600分光光度计、椭圆偏振谱仪对薄膜的光学常数及性能进行了测试。结果表明,薄膜的沉积速率随着沉积气压的增大而减小,0.6 Pa时沉积速率达最大为0.011 nm/s。在可见光区所有薄膜的平均透射率均大于80%,属于透明薄膜。薄膜的平均透射率随着沉积气压的增大而增大,当沉积气压为1.2 Pa时平均透射率最大值为85.37%,通过传输矩阵法拟合计算,验证了Ta_2O_5薄膜的光学常数。     

Al_6Si_2O_(13)晶须和TiC颗粒复合强化多孔Al_2TiO_5基复合材料

以γ-AlOOH和TiO_2为原料,添加不同质量分数SiC晶须(SiCw),采用无压反应烧结法制备多孔(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料,分析了SiCw质量分数对(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率和抗压强度的影响,讨论了SiCw的强化机制。结果表明:不添加SiCw时,产物主要为Al_2TiO_5和少量Al_2O_3,还有少量未反应的TiO_2;加入SiCw之后,还形成了Al_6Si_2O_(13)和TiC相,TiC和Al_6Si_2O_(13)分别以规则颗粒状和晶须形态存在于Al_2TiO_5基体中。TiC颗粒与Al_6Si_2O_(13)晶须通过细化显微组织、裂纹偏转和晶须桥连机制,起到协同强化作用。SiCw的添加使孔隙率和抗压强度同时大幅度提高,随着SiCw质量分数的增加,(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率降低,抗压强度提高的速率减小,当SiCw的质量分数为7.2%时,抗压强度最高,达到301.81 MPa。     

Ti6Al4V钛合金表面Ta2O5/Ta2O5-Ti/Ti多涂层的制备与性能研究

采用磁控溅射技术在Ti6Al4V钛合金表面制备了Ta_2O_5/Ta_2O_5-Ti/Ti多层涂层;利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪 (XPS),分析了涂层的微观结构、物性组成和化学价态;通过划痕仪、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和电化学工作站,检测了涂层的结合强度、力学性能、摩擦系数和耐腐蚀性。研究结果表明,Ta_2O_5/Ta_2O_5-Ti/Ti多层涂层表面由峰型颗粒组成,粒径大小均匀,涂层结构致密。与Ti6Al4V相比,Ta_2O_5/Ta_2O_5-Ti/Ti多层涂层试样具有较小的摩擦系数,较高的腐蚀电位和较小的腐蚀电流密度,表现出良好的耐磨和耐腐蚀性能,能对Ti6Al4V合金植入材料起到较好的保护作用。     

掺杂 Al_2O_3对 Ba_2Ti_9O_(20)相形成的影响

本文研究了在BaO-TiO_2-SnO_2固相反应系统中掺杂 Al_2O_3对 Ba_2Ti_9O_(20)相形成的影响。实验结果表明,即使掺杂少量的 Al_2O_3,在反应过程中 Ba_2Ti_9O_(20)相也变得更容易形成。微观结构分析结果表明,Ba_2Ti_9O_(20)晶体结晶时,由于具有层状结构特征,往往会出现结构层间应力;这种应力会严重制约Ba_2Ti_9O_(20)晶体的形核和长大。掺杂少量 Al_2O_3后,能形成与 Ba_2Ti_9O_(20)晶体共生的 BaAl_2Ti_6O_(16)晶体;这种共生机制抑制了应力的发展。Al_2O_3改善了 Ba_2Ti_9O_(20)结晶的动力学条件,促进了 Ba_2Ti_9O_(20)相的形成。     

Cu-Al_2O_3复合粉末颗粒原位生成机制探究

以Cu-Al合金粉末和CuO粉末为原料,采用反应球磨法制备了Cu-Al_2O_3复合粉末。通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等设备,研究了球磨时间对粉末形貌、粒径、物相、晶粒尺寸和内应变的影响,探究了球磨过程中粉末组织的演变过程,揭示了纳米Al_2O_3颗粒的原位生成机制。研究结果表明:反应球磨的最终产物为Cu和Al_2O_3。纳米Al_2O_3颗粒的原位生成是一个受扩散控制的过程,球磨过程中粉末颗粒从椭球状先后变为层片状、等轴状,颗粒粒径先增大后减小,层间距不断减小,粉末晶粒不断细化,内应变逐渐增大,为原子的扩散提供了快速通道。同时,CuO在Cu-Al合金粉末中形成了无数扩散-反应偶,降低了反应激活能,促进了纳米Al_2O_3颗粒的原位生成。     

Fe/Al2O3陶瓷梯度涂层的结合性能

以FeAl和FeAlNi两种混合粉体作为底层材料,将喷涂法和溶胶-凝胶相结合制备了Fe/Al_2O_3梯度涂层,分析了其与钢基表面的结合性能。结果表明:当烧结温度为1220℃时,两种过渡底层Fe/Al_2O_3陶瓷梯度涂层的界面结合强度分别达到21.2 MPa和25.3 MPa,涂层的物相组成分别为α-Al_2O_3、AlFeO_3、Al_2Fe_2O_6、Al_3Fe_5O_(12)和α-Al_2O_3、AlFeO_3、NiFe_2O_4等。与FeAl相比,以FeAlNi作为过渡底层制备的Fe/Al_2O_3梯度涂层材料结构致密度高、没有明显孔洞与宏观界面,且有树枝状组织生成,有利于涂层结合性能的提高。     

Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃耐海水性能的影响

本文通过高温熔融法制备了Y_2O_3和Gd_2O_3掺杂的硼硅酸盐玻璃,借助SEM、ICPAES、XRD和pH计等分析手段,探究了稀土掺杂对该玻璃耐蚀性能的影响及其在海水中的腐蚀机理。结果表明:单独掺杂不同量的稀土氧化物对玻璃耐海水性能的影响不同,理想的单独掺杂量分别为1.00mol%的Y_2O_3(ZBY4)和0.25mol%的Gd_2O_3(ZBG1);混合掺杂的试样在耐海水性能上均得到提高,其中最佳掺杂量为0.5mol%Y_2O_3+0.5mol%Gd_2O_3;基础试样腐蚀后表面析出Mg_4Al_2(OH)_(12)(CO_3)·_3H_2O晶体,ZBY4、ZBG1试样及所有混合掺杂试样表面均没有晶体产生。此外,玻璃在海水中的腐蚀与玻璃在去离子水中的腐蚀过程存在较大差别。     

纳米Al_2O_3增强金属基复合材料的研究进展

纳米Al_2O_3颗粒具有优异的力学性能,加入金属中可以大幅提高材料的拉伸强度、屈服强度、硬度等常温力学性能及高温性能。在目前的实验室及工业生产中,制备纳米Al_2O_3应用最广泛的是液相法,包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水解法、微乳液法等。纳米Al_2O_3增强金属基复合材料可以通过外加法或原位法制备。外加法是在制备复合材料之前单独合成纳米Al_2O_3颗粒,结合粉末冶金、熔铸等方法引入金属基体,但往往容易出现纳米增强体团聚及增强体与基体界面结合不好。适当的加工工艺,如机械合金化、摩擦搅拌工艺,能在一定程度上弥补这些缺点。原位法是使金属Al发生氧化反应,或基体中其他元素的氧化物与金属Al发生铝热反应生成Al_2O_3,再通过热压、挤出等致密化手段来制备纳米Al_2O_3增强金属基复合材料。原位法制备的复合材料往往增强相与基体界面结合更好,且纳米Al_2O_3在基体中分布更均匀、分散。纳米Al_2O_3在金属基复合材料中增强机制主要有两方面,一是Orowan机制,弥散在金属晶粒内部的纳米Al_2O_3颗粒起到阻碍位错通过的作用;二是部分纳米Al_2O_3分布在金属晶界附近,阻止晶界移动,从而阻止晶粒长大。最后展望了纳米Al_2O_3增强金属基复合材料的发展前景,指出显微组织结构的构型设计是进一步提高这类材料综合力学性能的有效途径。