ZrO2的加入对(CeO2)0.86(SmO1.5)0.14陶瓷性能的影响

探讨了添加ＺｒＯ２和ＣｅＯ２／Ｓｍ２Ｏ３体系电导率和力学性能的影响,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ等对材料的微观性能进行了试验分析,结果发现,添加ＺｒＯ２使材料的电导率降低,主要是因为ＺｒＯ２的固溶使得ＣｅＯ２电解质材料的晶格常数减小,活化能增加造成的;添加ＺｒＯ２可提加ＺｒＯ２促进了致密烧结,使晶界结合紧密。实验确定,外加２．５ｍｏｌ％ＺｒＯ２的ＣｅＯ２电解质具有适中的强度和电导率,可以作为电解质材料应用。     

ZrO2及ZrO2:CdS薄膜的制备和表征

利用ｓｏｌ－ｇｅｌ方法合成了ＺｒＯ_２薄膜,并通过在ＺｒＯ_２薄膜中复合ＣｄＳ纳米粒子成功地制备了ＺｒＯ_２：ＣｄＳ薄膜．制得的ＺｒＯ_２薄膜透明并具有较好的光透射性,而ＺｒＯ_２的含量及膜厚是影响其光透射性的主要因素．分散在ＺｒＯ_２：ＣｄＳ薄膜中的ＣｄＳ纳米粒子为六方相结构,并具有较好的分散性,其平均尺寸为４～６ｎｍ．实验结果表明：ＺｒＯ_２颗粒的晶化会对薄膜的光学性能及表面形貌产生影响,但ＣｄＳ的形成可以抑制薄膜表面ＺｒＯ_２颗粒的晶化,从而得到较为平滑的薄膜．     

Nb2O5对ZTM-Al2O3性能及ZrO2增韧机制的影响

探讨了Ｎｂ_２Ｏ_５对ＺＴＭ－Ａｌ_２Ｏ_３的性能和ＺｒＯ_２在瓷体中增韧机制的影响．发现Ｎｂ_２Ｏ_５的引入可明显提高瓷体中ｍ－ＺｒＯ_２含量而降低ｔ－ＺｒＯ_２含量,材料的机械性能也随Ｎｂ_２Ｏ_５添加量的增大出现了显著的改善,并且有韧性的平方正比于ｍ－ＺｒＯ_２含量的关系．ｍ－ＺｒＯ_２含量的增加强化了微裂纹增韧是材料性能改善的原因．     

由SiO2/3Y-TZP包裹复合粉体制备ZrSiO4/3Y-TZP细晶陶瓷

对湿化学法制备的ＳｉＯ_２／３Ｙ－ＴＺＰ包裹复合粉体进行了热压烧结研究,并利用Ｘ射线衍射和透射电镜表征了烧结体的物相和显微结构．在低于１３００℃,复合粉体发生瞬时粘性烧结,材料密度迅速提高;随着烧结温度的升高,ＳＩＯ_２和ＺｒＯ_２发生反应生成ＺｒＳｉＯ_４．在１５００℃热压条件下,制备了平均晶粒尺寸为３５０ｎｍ的ＺｒＳｉＯ_４／３Ｙ－ＴＺＰ细晶复相材料．我们认为,在烧结过程中形成的第二相ＺｒＳｉＯ_４,特别是ＳｉＯ_２包裹层对抑制基体晶粒长大起主要作用．     

ZrO2-Si3N4陶瓷复合材料中的化学不相容性

ＺｒＯ_２与Ｓｉ_３Ｎ_４之间存在化学反应生成ＺｒＮ或氧氮化锆,ＺｒＯ_２也可能被氮稳定形成氨稳定的ＺｒＯ_２本文对ＺｒＯ_２－Ｓｉ_３Ｎ_４陶瓷复合材料中的化学不相容性及抑制措施进行了综述．     

表面诱导沉淀法制备Al2O3-ZrO2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法,制备了Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料,利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时,可以使ＺｒＯ_２前驱体均匀地包裹在Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面,经过８００℃煅烧之后,Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ_２颗粒,ＺｒＯ_２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后,未发生ＺｒＯ_２颗粒脱落现象,表明ＺｒＯ_２颗粒与Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面结合紧密．     

中温固体氧化物燃料电池阳极基底及负载型电解质薄膜的研制

在用固相反应法合成电解质材料Ｌａ_０．９Ｓｒ_０．１Ｇａ_０．８Ｍｇ_０．２Ｏ_３－δ（ＬＳＧＭ）的基础上,研制出中温固体氧化物燃料电池ＬＳＧＭ＋ＮｉＯ阳极基底;考察了阳极基底孔隙率、孔径分布及电导率随组成变化的规律;研究了阳极基底组成、微观结构、制备工艺等对负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜成膜过程及质量的影响和负载型电解质薄膜在还原气氛中的结构稳定性;采用湿化学物理方法及等静压烧结工艺成功地制备出了厚度为２０～５０μｍ的负载型致密ＬＳＧＭ电解质薄膜．研究表明;ＮｉＯ含量为６０％的阳极基底具有适宜的烧结收缩率、孔隙率与孔径分布,且比表面积与比孔容积均较大,适合作为ＳＯＦＣ的阳极．随着ＮｉＯ含量的增加,还原后阳极基底的电导率有所增大．其中低ＮｉＯ含量的阳极基底在还原后的初生态,其电导率在交变信号的诱导下发生弛豫现象而迅速增大,并由离子导电性转变为金属导电性．而高ＮｉＯ含量的阳极基底,其还原后的电导率随测量时间的延长变化很小,并从一开始就表现出金属导电的性质．采用无约束烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜,表面为粗大的片状晶粒,还原后在晶界处产生裂纹．而采用等静压烧结程序制备的负载型ＬＳＧＭ电解质薄膜,表面为细小、形状规则的晶粒, 晶界结合紧密, 且还原后晶界无裂纹出现.     

醇-水溶液加热法制备纳米ZrO2粉体及相关过程的研究

分析了醇－水溶液加热法制备纳米ＺｒＯ_２（３Ｙ）粉体的过程及加热温度、时间对反应过程及最后所得粉体的影响．研究结果表明：该法制备纳米ＺｒＯ_２粉体过程中发生了一系列化学反应,这些反应使Ｙ_２Ｏ_３前趋体在ＺｒＯ_２前驱体中均匀分布,Ｙ_２Ｏ_２在粉体煅烧期间逐渐渗透到ＺｒＯ_２颗粒中使之转变为四方相．只有当加热的温度足够高使得溶液的介电常数＜２５时,沉淀才可能发生．加热时间必须足够长,使反应完全．过短的加热时间致使沉淀不够完全时,容易产生团聚．     

金属-陶瓷复合涂层摩擦学特性的SEM和SEAM研究

在ＳＲＶ摩擦磨损试验机上进行常温干摩擦试验,比较了ＣｏＣｒＭｏＳｉ＋Ａｌ_２Ｏ_３ＺｒＯ_２和ＣｏＣｒＭｏＳｉ＋Ｆｅ_３Ｏ_４两种大气等离子喷涂金属－陶瓷复合涂层以及Ｃ１Ｍｎ１Ｃｒ１碳钢涂层与３５＃中碳钢对磨的摩擦学特性;利用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）和扫描电声显微镜（ＳＥＡＭ）观察了磨损表面和亚表层的显微结构,分析了金属－陶瓷复合涂层的磨损机理．结果表明,粘着磨损占主导地位,同时存在微切削和微裂纹的扩展、连接．     

Li2MnO3的柠檬酸盐溶胶-凝胶法合成及离子导电性

以Ｌｉ_２ＣＯ_３、ＭｎＣＯ_３为原料,用柠檬酸盐溶胶凝胶法合成了Ｌｉ_２ＭｎＯ_３超微粉．对合成的材料进行了ＤＴＡ、ＴＧ、ＸＲＤ和ＴＥＭ等表征,并应用交流阻抗谱技术测定了样品的电导率．结果表明,６５０。Ｃ以上生成Ｌｉ_２ＭｎＯ_３纯相超微粉,粒径在５０nｍ以下．在１８～４００℃温度范围内,产物烧结体的离子导电率为１０^－６～１０^－３Ｓ·ｃｍ^－１,其电导活化能为４４．８７ｋＪ·ｍｏｌ^－１．     

Al_2O_3掺杂对Ce-ZrO_2陶瓷微观结构和性能的影响

在m-ZrO2中添加不同摩尔质量分数的亚微米A l2O3,真空热压烧结成复合陶瓷。通过X-射线衍射和扫描电镜以及能谱对复合陶瓷进行表征,并对材料的密度及力学性能进行了检测和分析。实验结果表明:A l2O3的加入提高了烧结密度,强化了材料的晶界,部分A l2O3颗粒嵌入到ZrO2基体晶粒内,形成"晶内型"结构;复合材料中存在多种增韧机制。相对于无掺杂的ZrO2,添加A l2O3后的材料硬度,抗弯强度和断裂韧性都有所提高。     

掺杂纳米CeO2对ZrO2-Y2O3热障涂层隔热性能的影响

以纳米ZrO₂-8 wt%Y₂O₃(YSZ)和在纳米ZrO_2-8wt%Y₂O₃中分别掺杂25wt%和50wt%纳米CeO₂团聚处理后作为隔热层材料,NiCrAlY(Ni-25Cr-5Al-0.5Y,wt %)作为粘结层材料,用等离子喷涂(APS)方法在GH30高温合金表面制备三种材料体系的热障涂层(TBC) 。通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对掺杂了25wt%纳米CeO₂涂层的微观组织结构进行分析研究,测定了三种材料涂层在室温和 300、500、700℃时的热导率,并在相同边界条件下测试了它们的隔热性能。结果表明：掺杂纳米CeO₂涂层组成相为稳定的t相(t-ZrO₂、t-Zr_0.82Y_0.18O_1.91、t-Zr_0.82Ce_0.18O₂)和c相(c-CeO₂) , 涂层中存在闭合的孔隙和微裂纹;掺杂纳米CeO₂能够降低涂层的热导率,并且隔热性能随CeO₂含量的增加而提高。对于 400μm厚的CeO₂/ZrO₂-Y₂O₃涂层(CYZ , 掺杂25wt%CeO₂)对基体产生的温降比纳米YSZ涂层提高了10.7%,当CeO₂的含量从25wt%提高到50wt%时,隔热性能也提高了7.1%。     

稀土氧化物掺杂对SnO2基气体传感器材料性能的影响

采用化学共沉淀法制备Ｙ２Ｏ３、ＺｒＯ２,Ｅｒ２Ｏ３和Ｓｂ２Ｏ２基气体传感器。结果表明掺杂后的材料经煅烧后,平均晶粒尺寸均小于３０ｎｍ,比未经掺杂的材料小,中掺杂体系不同成分材料制备成厚膜传感器,进行了对ＣＯ气体敏感度性能测试,发现掺杂稀土氧化物的气体敏感度较纯ＳｎＯ２厚膜传感器高。其中掺杂Ｅｒ２Ｏ３材料性能最好。     

CeO_2掺杂对La_(0.7)Ca_(0.3)CrO_(3-δ)低温烧结及电导性能的影响

LaCrO3基固体氧化物燃料电池(SOFC)连接材料存在难以在空气中致密化烧结、中温电导率差等缺陷。本文利用自燃烧工艺(auto-ignition process)制备La0.7Ca0.3CrO3-δ高活性粉体,掺入2%～8%(质量分数)CeO2作为烧结助剂,在1 400℃空气气氛下烧结获得了95.4%以上的高致密度,并且随着CeO2掺杂量的增加晶粒逐渐细化;掺入2%CeO2时La0.7Ca0.3CrO3-δ烧结样品的电导率最高,在空气中850℃达到52.7Scm-1,500℃时也能达到41.9Scm-1,约为同等条件下未掺杂La0.7Ca0.3CrO3-δ电导率的2.5倍,完全能够满足中温固体氧化物燃料电池连接材料的使用要求。     

Synthesis and characterization of Fe doped CeO2 nanoparticles for pigmented ultraviolet filter applications

Iron doped CeO2 nanoparticles with doping concentrations between 0 and 30 mol% were synthesized by the co-precipitation method for potential application as a pigmented ultraviolet filtration material. Each sample was calcined in air and in argon. The iron solubility limit in the CeO2 lattice was found to be between 10 and 20 mol%. Raman spectroscopy results revealed that both iron doping and argon calcination increase the concentration of oxygen vacancies in the CeO2 lattice. Iron doping causes a blue-shift of the absorbance spectrum, which can be linked to the decreased crystallite size, as obtained by XRD peak broadening using the Scherrer formula. The undoped samples showed weak ferromagnetic behaviour whereas the doped samples were all paramagnetic.     

Study of electrical conductivity changes and phase transitions in TiO2 doped ZrO2

The electrical conductivity in ZrO₂ doped with various molar ratios of TiO₂ has been measured at different temperatures. Phase transitions depending on the temperature for different molar compositions were investigated by doping of the samples. The conductivity is also found to increase with rise in temperature till 200 °C and thereafter decreases due to collapse of the fluorite framework. A second rise in conductivity in the doped samples around 462 °C is observed due to phase transition of ZrO₂. X-ray powder diffraction recorded at high temperature show the effect of doping and the phase relationships of doped materials. DTA was also carried out for confirming doping effect and phase transition in samples.     

CeO_2掺杂对Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3基压电陶瓷相结构及性能的影响

采用传统固相烧结法制备Pb_(0.92)Sr_(0.06)Ba_(0.02)(Sb_(2/3)Mn_(1/3))_(0.05)Zr_(0.48)Ti_(0.47)O_3∶xCeO_2(简称PSBSM-PZT)压电陶瓷样品。研究不同CeO_2掺杂含量对PSBSM-PZT基陶瓷样品的物相结构、微观形貌、压电及介电性能的影响。结果表明:当CeO_2掺杂量x≤0.5%(质量分数,下同)时,陶瓷样品均为纯的钙钛矿结构。随着CeO_2掺杂含量的增加,陶瓷样品中四方相结构逐渐向三方相结构转变。随着CeO_2掺杂含量的进一步增加,陶瓷中出现焦绿石相,虽然陶瓷中已经出现焦绿石相,但是样品仍没有完全转变为三方相陶瓷;CeO_2掺杂具有细化晶粒的作用,当x=0.25%时样品晶粒晶界清晰,晶粒之间的结合相对致密,晶界处气孔率低,陶瓷断裂方式以沿晶断裂为主;当x=0.25%时,陶瓷样品获得最佳的压电与介电性能:d_(33)=346pC/N,k_p=0.60,Q_m=1396,ε_r=1309,tanδ=0.474%。     

测试介质对纳米CeO_2改性SPEEK膜质子电导率的影响

采用纳米氧化铈(CeO2)改性磺化度48.3%的磺化聚醚醚酮(SPEEK),通过溶液浇铸法制备用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜.在两种介质中测试改性膜的电导率均随温度的升高而增大,与未改性膜相比却大小正好相反:在1 mol/L以盐酸溶液为电解液的测试介质中,改性膜的电导率是未改性膜的15倍,在水蒸气测试介质中,却仅为40%.红外光谱分析表明,CeO2中的铈原子与—SO3H基团中的氧原子发生配位作用.X射线衍射仪(XRD)分析可见,当复合膜浸入1 mol/L盐酸4 h前后,纳米CeO2的晶体结构未见明显变化,表明所发生的配位作用仅处于CeO2和SPEEK两个固相界面上.扫描电子显微镜(SEM)观察改性膜和未改性膜均无网络结构和微相分离,质子在膜内通过—SO3H基团之间的跃迁传导,酸溶液介质远比水蒸气有利于质子在纳米CeO2改性SPEEK膜内磺酸基团之间的跃迁.     

Y2O3、Al2O3掺杂对CeO2的烧结及电性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了不同含量的Y2O3掺杂的CeO2粉体，并在4mol％Y2O3—CeO2粉体中掺入Al2O3，研究了各样品的烧结性能和电性能。结果表明：适量的掺杂Y2O3能提高氧化铈的密度，但Y2O3含量超过4％mol后密度下降。一定量的Al2O3也能提高材料的烧结密度。随着Y2O3含量的增大，CeO2的电导先增大后减小，而掺入Al2O3对材料的电导不利。