钇稳定二氧化锆流延成型薄膜的无压烧结研究

讨论了流延法制备的钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷薄膜的无压烧结过程.通过SEM、TG-DTA和XRD等手段对素坯和烧结过程进行微观检测和表征.结果表明,固体含量为55%(质量分数)的素坯薄膜,在75℃～1000℃温度区间,有机添加剂的烧除对最终烧结体的致密化贡献不大,但对陶瓷薄膜的形变影响很大,YSZ素坯薄膜内有机添加剂的匀速烧除,能够有效控制流延法制备陶瓷薄膜的起翘开裂,且能够有效抑制最终烧结体内气孔的数量,对最终致密化起促进作用;在1000℃～1450℃的温度区间,陶瓷薄膜的晶粒生长和致密化主要以表面物质扩散机制进行,且晶粒的生长和致密化同步进行.在最佳烧结温度1500℃时相对密度达到最大值98%左右,随后,晶粒的尺寸随温度及保温时间的增加而增大,而密度有所下降.     

流延成形-熔渗烧结制备WCu20合金薄板

采用热化学镀技术制备的铜含量为11%(质量分数)、平均粒度为5~10μm的铜包钨复合粉末为原料,经过胶体的流延成形、500℃脱胶、1 200℃预烧、600 MPa预压和1 300℃熔渗烧结,制备出厚度为0.2 mm、相对密度达98.8%的WCu20合金薄板;其组织呈现Cu相均匀填充在W颗粒周围的网络状分布,电导率达到36%IACS、热导率达到210 W/(m·K)、硬度达到280 HV,均高于相应的国家标准。WCu20合金板材的断裂方式由铜相的韧性断裂和钨相的穿晶断裂组成,包覆铜有利于合金韧性的提高。     

原位热聚合制备PVC-SN共混固态电解质及其性能

固态电解质的低离子电导率和不稳定的电解质/电极界面是阻碍固态锂电池发展的关键问题。本文采用原位热聚合法制备聚碳酸亚乙烯酯(PVC)和丁二腈(SN)共混固态电解质,研究SN对PVC固态电解质本征性能以及固态电解质/电极界面稳定性的影响。研究结果表明:具有较好抗氧化性的SN均匀地分布在固态电解质内部,促进锂盐解离的同时提高聚合物链段运动能力,实现对离子导电网络的增强。引入SN后,室温离子电导率从2.4×10^?6 S/cm提升至1.213×10^?3 S/cm,氧化分解电位从4.58 V提升至5.52 V。当w(SN)为10%时展现出优异的循环稳定性,放电比容量高达163.1 mAh/g。在充电过程中,SN上具有孤电子对的氰基与高活性过渡金属离子配位络合,可减少电解质/电极界面副反应,提高正极材料的结构稳定性。     

Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制备及其性能研究

采用共沉淀法合成了Sm、Gd共掺杂CeO2的Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9（SGC）电解质粉末。研究了工艺条件等对粉末的相组成、结构、颗粒大小的影响。并对SGC烧结体的性能进行了研究。实验结果表明,共沉淀法成功制备出的SGC电解质粉末有良好的烧结性,1 400℃下得到的SGC烧结体的相对密度大于93%。电性能测试表明烧结体在中温范围内具有较高的氧离子电导率。     

添加氧化铁对8YSZ导电性能的影响研究

用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了添加氧化铁的8YSZ前驱体凝胶,凝胶在500℃煅烧后,压制成φ12mm×2mm圆片,在1 400℃烧结4h得到所需试样.研究了氧化铁的不同添加量对试样的烧结性能和电导率的影响.结果表明,添加氧化铁可提高试样的烧结性能,但使试样的电导率下降.     

Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制备及其性能研究

通过凝胶浇注法制备了Sm, Gd共同掺杂的CeO2(SGC)粉末, 将制得的粉末经1400 ℃高温烧结4 h得到相应的SGC电解质烧结体, 并对SGC粉末及相应的烧结体的性能进行了表征. 实验结果表明: 凝胶浇注法制备出了Sm, Gd共同掺杂的纳米CeO2粉末;所得粉末有良好的烧结活性, 1400 ℃下烧结所得电解质材料的相对密度大于94%. 电导率的测试表明, SGC电解质材料在中温范围有较高的电导率, 800 ℃时, 其电导率达到了0.082 S·cm-1, 有望成为中温固体氧化物燃料电池的电解质材料.     

利用钢渣制备造渣剂的成型实验研究

在添加有机粘结剂的条件下采用冷压团成型工艺进行了钢渣制备造渣剂的成型实验研究,考察了粘结剂用量,配水量和成型压力对压团力学性能的影响,当粘结剂用量为0.25%～0.30%,配水量为12%,成型压力为50 kN时,制得的压团干、湿落下强度都超过10次/球,抗压强度在1 kN/球以上,能够满足工业生产对造渣剂强度的要求.制备的造渣剂同时具有熔点低、化渣快、脱除钢中有害物质能力强的特点,在冶金性能上满足炼钢用造渣剂的要求.     

无污染掺杂方式制备Mo-La粉末及其加工性能研究

针对固液掺杂方式制备Mo-La粉末的NO2气体污染性问题,本文通过改变掺杂方式,研究了固-固掺杂、固-固+悬浊液掺杂、固-固+喷水雾掺杂3种掺镧方式对钼镧掺杂粉及其后续烧结与加工性能的影响。结果表明:3种掺杂方式所制备的钼粉表现出不同的烧结特性与加工性能。而采用固固+喷水雾掺杂所制备的钼镧合金粉具有与固-液掺杂几乎相近的粉末形貌与烧结特性。所制备的钼镧合金丝具有高的抗拉强度,对具有污染问题的固-液掺杂制备Mo-La合金粉末起到很好的替代作用。     

机械热化学法制备的Mo-Cu复合粉末及其性能

钼酸铵热解氧化物与铜粉经过球磨混合后,在H2气氛下进行共还原,制得Mo-30Cu复合粉末,利用X射线衍射、SEM等测试分析手段对复合粉末进行表征,研究粉末的压制行为和烧结性能,并研究烧结温度对Mo-Cu合金的致密度、热导率和电导率的影响。结果表明:采用机械-热化学法可以制备出颗粒均匀的Mo-Cu复合粉末,该粉末具有良好的压制性;随烧结温度的升高,Mo-Cu合金的致密度、热导率和电导率提高,经1 280℃烧结后,合金的致密度可达99%以上,显微组织分布均匀,合金的热导率最高达到196.5(W.m-1.K-1),电导率达50.5 IACS。     

低温燃烧法制备Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)电解质固溶体及其烧结性能的研究

采用柠檬酸–硝酸盐低温燃烧合成法,以Ce(NO_3)_3·6H_2O为氧化剂,柠檬酸为还原剂,制备Sm_2O_3掺杂的Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)(SDC)超细粉体,利用XRD、TG-DSC、FT-IR、SEM及FESEM等手段对制备样品的晶相结构、热分解过程、微观形貌以及团聚情况进行研究.结果表明:柠檬酸与硝酸盐组成的干凝胶自蔓延燃烧点火温度为270.0℃;粉体经600℃焙烧2 h后,形成了单一立方萤石型结构的固溶体,平均晶粒度为18.80 nm.粉体的结晶性能完善,分散性能良好,粒子间仅有微弱的软团聚.将素坯在1 250℃烧结2 h,即可得到相对密度为95.5%的陶瓷烧结体.     

Al2O3的掺杂浓度对Ce0．8Y0．2O1．9电解质的性能影响研究

利用低温燃烧合成法制备了Al2O3掺杂浓度为0.5%～10%(摩尔分数,以下同)的Al2O3/Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质复合材料。研究了Al2O3掺杂浓度对Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质烧结及电性能的影响。试验结果表明,添加少量的Al2O3可以改善Ce0.8Y0.2O1.9固体电解质的烧结性能,当Al2O3的添加量为0.5%时,电解质粉体具有最佳的烧结性能,1350℃时的相对密度达到99%以上。当Al2O3的掺杂浓度超过其在Ce0.8Y0.2O1.9中的溶解极限时,随Al2O3掺杂量的继续增加,烧结体的相对密度开始下降。阻抗谱结果表明,在溶解极限范围内,Al2O3使Ce0.8Y0.2O1.9的电导率减小,电导活化能增加。Al2O3的掺杂浓度超过溶解极限时,Ce0.8Y0.2O1.9的晶粒电阻不变,由于Al2O3对晶界的"清洁"作用,晶界电阻减小;当Al2O3的掺杂浓度超过5%时,由于Al2O3颗粒对晶界的"阻塞"作用,晶界电阻增加。     

纳米Mg_2Si材料的制备及热电性能研究

以高纯Mg,Si粉合成得到的Mg_2Si微米粉体为原料,采用机械球磨方法制备纳米Mg_2Si粉体。对球磨过程中球磨介质、球料比、转速及球磨时间进行分析,发现:通过机械球磨微米Mg_2Si的方法,以正己烷为球磨介质,选取WC球和罐,在球料比为20:1、转速为370r/min、球磨70h时即可获得平均晶粒尺寸约为十几纳米的Mg_2Si纳米粉体。采用放电等离子体烧结(SPS)烧结纳米Mg_2Si粉体,块体晶粒长大,但仍在100nm左右;由于晶界散射作用,纳米块体Mg_2Si热导率明显降低,电导率、Seebeck系数一定程度下降,综合热电三因素,纳米Mg_2Si块材在800K时获得最大ZT值,为0.36,明显优于微米块体材料。     

锂空气电池固体电解质Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3的制备研究

以Li_2CO_3、Al_2O_3、TiO_2、NH_4H_2PO_4为原料,采用固相烧结法制备锂空气电池固体电解质Li_(1+x)Al_xTi_(2-x)(PO_4)_3(LATP),研究了不同x值、不同烧结温度对电解质性能的影响。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱(EIS)对所制备电解质的结构与性能进行表征。结果表明在x值等于0.2时得到纯相的LATP,最佳烧结工艺是350℃保温2 h,600℃保温2 h,1 000℃保温8 h,室温下的电导率为4.89×10~(-5)S/cm。     

新型复合电解质PEO-LiClO4-CexTi1-xO2的制备与性能研究

以PEO-LiClO4为基质材料,以CeO2和TiO2作为无机填料,采用原位复合法与溶液浇铸法相结合的方法制备了PEO-LiClO4-CexTi1-xO2全固态复合聚合物电解质薄膜(CPE).利用交流阻抗方法和差示扫描量热法对CPE的电导率、玻璃化转变温度和结晶度进行了研究.结果表明,添加不同粒径的纳米氧化物可在不同尺...     

微乳液和碳吸附耦合法制备氧化钐、氧化钆掺杂氧化铈纳米粉体及其电性能的研究

用微乳液和碳吸附耦合法制备了氧化钐、氧化钆二元稀土掺杂氧化铈纳米粉体(Sm2O3)0.08(G d2O3)0.02(C eO2-δ)0.8。探讨了碳黑的加入量对粉体表面积的影响,得到最佳的碳黑加入量。利用XRD、TEM和BET方法对其物相、分散性、颗粒形貌和比表面积等性能进行了表征。结果表明:700℃焙烧的粉体呈现良好的结晶状态,为立方萤石结构,比表面积为65m2/g,平均颗粒直径为12nm,分散良好。利用交流阻抗法测试了材料的电导率。结果表明,电导率随烧结温度的升高而增大。     

ZrO2基中温固体电解质材料的制备和性能研究

采用无机胶化工艺制备了球状的、分散性好且粒度分布较窄的几种ZrO2基粉末.经干压成型和烧结后制备成陶瓷质电解质材料.通过XRD显微结构等分析,显示所得的样品均为立方相结构.在1 450℃烧结的样品已近完全致密.1 450～1 550℃烧结的8YbSZ在450 ～700℃测试范围内具有比其他的ZrO2基材料更高的离子电导...     

低温固相反应法制备铈酸镧粉体及其烧结性能研究

以六水合硝酸镧和六水合硝酸铈为原料,一水合柠檬酸为络合剂,通过低温固相反应法制备铈酸镧前驱体,经不同温度煅烧制备铈酸镧粉体。利用红外光谱和综合热分析研究前驱体的结构和热分解过程,并通过X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、透射电子显微镜分析和体积密度测试等手段对不同煅烧温度合成的粉体物相、形貌及烧结性能进行表征。结果表明:当煅烧温度达到600 ℃时,前驱体开始生成铈酸镧晶体,且随着煅烧温度的提高,晶体发育不断完善,晶粒逐渐长大。经800 ℃煅烧可获得单相的铈酸镧粉体,再经1600 ℃烧结,试样的相对密度达到95.5%。     

21%Cr铁素体不锈钢成型性能和表面起皱研究

以21%Cr铁素体不锈钢为研究对象,研究了热轧退火及冷轧润滑对带钢中织构和晶粒簇的影响.结果表明:热轧退火再结晶不完全时,成品带钢中心处的晶粒簇明显,且带钢厚度方向上织构梯度很大,使得带钢在成型过程中表面起皱和各向异性明显;冷轧过程不进行润滑时,与采用冷轧润滑的成品带钢相比,带钢厚度方向上的织构梯度增加,γ纤维织构的强度降低,使得带钢的成型性能恶化;当热轧退火使带钢发生完全再结晶,并在冷轧过程中进行充分润滑时,则可使成品带钢同时获得较好的成型性能和抗表面起皱性能.     

ZrB2-SiC复相陶瓷的制备及其耐热冲击性能的研究

以Zr-B2O3-Mg为反应体系,利用自蔓延高温合成法(SHS)制备ZrB2粉体.分别在反应前和反应后掺入(体积分数)20%SiC,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备ZrB2-SiC超高温陶瓷.采用SEM观察显微组织,利用阿基米德法测定密度,用氧炔焰进行热冲击试验.结果表明:与在自蔓延生成ZrB2后再掺入SiC的粉体相比,在自蔓延体系中直接掺入SiC粉体能够改善SiC的烧结活性及分散均匀程度,从而使相同烧结工艺下制备的ZrB2-SiC复相陶瓷具有较高的致密度和更好的抗热冲击性能.