金属表面化学反应陶瓷涂层的研究

采用化学反应法，在普通碳素钢上涂覆一层的均匀致密的陶瓷涂层，经微观结构分析和性能检测表明：涂层为复相陶瓷结构，主要相有Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＢ２，ＦｅＡｌ２Ｏ４等。涂层与基体的结合强度较高；涂层的耐腐蚀性优异，抗热震性较好。     

Ti-Al基微孔材料的自蔓延高温合成

以Al,Ti,Fe等为主要原料,采用SHS法研制了Ti-Al基微孔过滤材料;研究了原材料和生成相对材料的孔隙率、透气系数、孔隙形状及大小的影响;分析了热爆与成孔机理并根据马尔科夫状态转移原理建立了热爆反应模型.结果表明材料的孔隙率、透气系数随原料Fe含量的增加而提高,当Fe含量为50%时,材料的孔隙率为54%,透气系数为6 864.2 Pa*min-1;孔隙的形状和大小取决于原料Al和生成物FeAl的分布和大小;热爆过程是先Fe-Al热爆,然后引爆Ti-Al;孔隙是由于低熔点的Al和FeAl在热爆过程中的熔化、冲刷而形成的;利用马尔科夫状态转移原理可以建立热爆反应模型,进而可以预测热爆反应的起始时间.     

溶胶凝胶-碳热还原法制备Si_3N_4纳米粉末

以硅溶胶为硅源,有机碳为碳源,有机氮和氮气为氮源,先采用溶胶-凝胶法制备前驱体,然后进行碳热还原制备Si3N4陶瓷纳米粉体.主要研究了硅碳比、反应温度、氮气流量、保温时间等工艺因素对氮化硅粉体生成的影响.碳热还原制备Si3N4纳米粉体的最佳工艺条件为:碳硅比(摩尔比)为3.5: 1,氮气流量为3L/min,煅烧温度为1 500℃,保温时间2h.在以上最佳工艺条件下,可制备出纯的Si3N4纳米粉体,其中α-氮化硅为90.8%,β-氮化硅为9.2%,平均粒径为43.82nm.     

原位合成莫来石晶须增强氧化铝基陶瓷

采用原位反应合成法研制了自生莫来石晶须增强氧化铝基陶瓷材料。研究了莫来石晶须的形成过程、微观形貌、化学成分以及复合材料的显微结构和力学性能。结果表明,添加适量的AlF3可以促进原位反应合成进程和莫来石晶须的生成。莫来石晶须的直径为0．2～1.0μm,长径比为8～30,可以显著提高复合材料的强度、韧性和抗热震性。     

非对称氧化铝陶瓷超滤膜的研制及性能测试

采用固体颗粒烧结法制作膜载体,溶胶-凝胶法制备α-Al2O3薄膜,制作了非对称氧化铝复合陶瓷超滤膜。密度为2.703g/cm3,孔隙率为23.51%。用铬黑T、甲基橙等作为探针分子,对制作的超滤膜孔径进行了测定,结果表明,本超滤膜截留相对分子质量在327～417,即膜孔径约为2nm。透水率为2000～3450mL/m2·h。     

制备工艺对碳化硼陶瓷性能的影响

以活性炭和碳化硅为烧结助剂,采用真空热压工艺,制备了碳化硼陶瓷材料.研究了真空热压工艺、烧结助剂对碳化硼陶瓷性能及断口的影响,结果表明,以活性炭和碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷随热压压力增加,开口孔隙度减小,相对密度和抗弯强度增加.添加活性炭的碳化硼陶瓷在热压压力为35MPa下,开口孔隙度有最小值(1.7%),相对密度(91.7%)和抗弯强度(277.6MPa)达最大值;以碳化硅为烧结助剂的碳化硼陶瓷在热压压力为30MPa下,开口孔隙度有最小值(0.66%),相对密度(91.9%)和抗弯强度(173.6MPa)达最大值.添加活性炭的碳化硼陶瓷随保温时间由30min增加到90min,开口孔隙度逐渐减小而相对密度逐渐增加(90min时分别达到0.19%、99.6%),抗弯强度先增加后减小,在保温时间为60min时抗弯强度达到最大值(351.7MPa).在相同的真空热压工艺下,添加活性炭的碳化硼陶瓷与添加碳化硅的碳化硼陶瓷相比,其开口孔隙度低,抗弯强度高.初步探讨了真空热压工艺以及添加剂促进碳化硼陶瓷烧结的机理.     

稀土氧化物对钛酸铝陶瓷显微结构和力学性能的影响

研究了添加稀土氧化物Y2O3和Y2O3+Nd2O3对钛酸铝陶瓷的烧结温度、力学性能和显微结构的影响.结果表明,添加1%的稀土氧化物可以降低钛酸铝陶瓷的烧结温度,改善其显微结构,提高其力学性能,尤其是添加1%的复合稀土氧化物(Y2O3+Nd2O3)后,钛酸铝陶瓷的抗折强度和断裂韧性是未添加的试样的1.96倍和1.82倍.其性能提高的主要原因是由于稀土元素的细晶强化、净化界面、固溶强化、自增韧补强等作用.     

稀土氧化物对碳化硼陶瓷性能的影响

以稀土氧化物为主要烧结助剂,以碳化硼粉末为基体,采用真空热压烧结技术制备出碳化硼陶瓷.研究了成分配比、烧结工艺对材料致密度及力学性能的影响;分析了稀土氧化物对烧结温度及材料性能的影响,并确定最佳烧结温度;探讨不同添加剂对碳化硼陶瓷显微结构影响及烧结机理.结果表明,以稀土氧化物为主要烧结助剂,其烧结温度降低约80℃;碳化硼陶瓷的最佳材料配方与烧结工艺为:m(B4C):m(La2O3):m(Al2O3):m(C)＝70:6:12:12,烧结温度1 850℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼陶瓷性能:相对密度92.5%,抗弯强度156.76MPa,硬度97HRA;分别以氧化铝和活性碳、氧化钇、氧化镧、氧化钇和氧化镧为烧结助剂时,碳化硼陶瓷烧结过程中形成的新相分别为Al8B4C7、Y3Al5O12、LaAlO3、(Y3Al5O12 LaAlO3).其中含稀土相,尤其是新相LaAlO3与碳化硼颗粒表面有良好的结合,因此提高了致密度,降低了烧结温度.     

矿化剂对水热合成纳米Bi2O3光催化性能的影响

以Bi（NO3）3为原料，浓氨水或NaOH为矿化剂，采用水热合成法制备纳米Bi2O3粉体，并以XRD，TEM和IR进行表征，以样品对水中罗丹明B的光催化降解性能为评价指标，对样品的光催化性能进行了评价。结果表明，以浓氨水为矿化剂制得的粉体主要成分为B—Bi2O3，纳米颗粒部分呈多边形，粒径较小且均匀，部分形成网状结构，纳米粒子间存在结构水分子。以NaOH为矿化剂制得的粉体主要成分为γ-Bi2O3，颗粒形状不一，出现颗粒团聚现象。样品对水中罗丹明B的光催化降解反应为表观一级反应，以氨水为矿化剂制备的粉体光催化性较好，样品在紫外灯下的光催化性能远优于日光灯下的光催化性能。     

烧结助剂对碳化硼陶瓷性能的影响

以氧化铝、活性碳为烧结助剂,以碳化硼为基体、采用真空热压烧结技术制备碳化硼陶瓷。研究成分配比、烧结工艺对烧结体致密度及力学性能的影响;探讨了添加剂碳化硼陶瓷的烧结机理。结果表明,以氧化铝、活性碳为烧结助剂,采用真空热压烧结工艺,制备出碳化硼陶瓷;碳化硼烧结的最佳材料配方与烧结工艺:B4C:Al2O3:C=70:15:15,烧结温度1930℃,压力20MPa,保温时间1h;所得碳化硼烧结体性能:开口气孔率1.49%,相对密度为90.33%,抗弯强度为144.27MPa,硬度(HRA)95。