(Gd2O3)x（ZrO2）1-x（x=0.05-0.15）电解质材料的电导及其分子动力学模拟

为了探讨作为固体氧化物燃料电池电解质材料的可行性,采用交流阻抗谱研究了(Gd2O3)x(ZrO2)1-x(x=0.05-0.15)固体电解质材料的晶粒电导率,并通过分子动力学方法模拟了Gd2O3掺杂ZrO2固体电解质材料的动力学行为,计算并分析了温度和Gd2O3掺杂量对体系离子传导性能的影响.实验和模拟结果均表明,升高温度能明显增强离子电导性能.当Gd2O3掺杂量为8 mol%时,材料的电导性能取得最优值.     

硅溶胶凝胶工艺成型钛酸铝-莫来石复相陶瓷的研究

利用硅溶胶凝胶化反应实现了钛酸铝-莫来石复相陶瓷的原位凝固成型，研究了钛酸铝在硅溶胶中的分散行为和氯化铵浓度对浆料固化时间的影响规律，从显微结构入手对比分析了不同成型工艺对钛酸铝复相陶瓷强度的影响。结果表明：硅溶胶通过静电排斥和位阻效应显著提高了钛酸铝浆料的分散性。随着氯化铵浓度的提高，浆料的固化时间缩短。硅溶胶凝胶成型试样的烧成强度明显高于干压和凝胶注模成型的试样，其主要原因是由于硅溶胶凝胶成型的试样颗粒分散好、烧结程度高以及在烧成过程中原位形成的细小莫来石对钛酸铝晶粒生长的抑制作用。     

Gd2O3掺杂ZrO2固体电解质材料的局域结构分析

采用分子动力学模拟和X射线衍射研究了Gd2O3掺杂ZrO2固体电解质材料的结构,计算并分析了Gd2O3掺杂量对体系局域结构和配位数的影响。结果表明：当Gd2O3掺杂量超过8%（摩尔分数,下同）时,在1 000℃ZrO2的立方结构能够稳定。利用离子对的径向分布函数在原子层面上分析了Gd2O3对氧化锆立方萤石结构的稳定机理...     

不同Al2O3微粉对合成CA6性能的影响

将煅烧α-Al2O3、活性α-Al2O3和ρ-Al2O3三种微粉分别与轻质CaCO3按六铝酸钙(CA6)的化学计量比配料,采用反应烧结法,分别于1 200、1 300、1 400和1 500℃空气气氛中保温3 h合成CA6,并研究了不同的Al2O3微粉对合成CA6材料相组成、显微结构及性能的影响。结果表明:由三种不同Al2O3微粉与轻质CaCO3配制的试样,其合成CA6的反应均在1 500℃基本完成,试样中均只有片状CA6,但片状CA6晶体的排列方式稍有不同;由煅烧α-Al2O3微粉和ρ-Al2O3微粉分别与轻质CaCO3制成的试样,烧后基本全部呈体积收缩,而由活性α-Al2O3微粉与轻质CaCO3合成的试样呈体积膨胀;由活性α-Al2O3微粉与轻质CaCO3合成的试样,其常温耐压强度最高,当试样中只有单相CA6时(1 500℃烧后),其耐压强度可达42.5 MPa;由ρ-Al2O3微粉与轻质CaCO3合成的试样,其生成CA6的温度最低,显气孔率最高,当试样中只有单相CA6时(1 500℃烧后),其显气孔率最高,可达70.1%;由煅烧α-Al2O3微粉与轻质CaCO3合成的试样,其体积密度最大。     

钛酸铝陶瓷凝胶注模成型工艺的研究

通过凝胶注模工艺成型了钛酸铝坯体。研究了分散剂和固相含量对钛酸铝浆料流变性的影响,并探讨了单体和交联剂用量对钛酸铝坯体性能的影响规律。结果表明,聚甲基丙烯酸铵(PMAA-NH4)比柠檬酸铵(TAC)的分散效果更佳。加入0.5vol%的PMAA-NH4可制备出固相体积含量达52vol%的低粘度钛酸铝浆料。单体丙烯酰胺(AM)加入量应控制在1.0wt%￣1.5wt%,交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)的最佳用量为0.1 5wt%。凝胶注模成型的钛酸铝烧成试样晶粒细小,其强度相比于干压成型或注浆成型的试样提高了一倍。     

工艺因素对钛酸铝溶胶-凝胶转变过程的影响

以硝酸铝和钛酸丁酯为前驱体,用冰醋酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶技术制备钛酸铝超细粉,系统研究了溶胶体系中冰醋酸用量、乙醇用量、pH值、水解温度等因素对溶胶-凝胶转变过程的影响,并探讨了其影响机理。同时,还对凝胶陈化时间对粉体性能的影响规律进行了讨论。研究表明,制备稳定溶胶的最佳工艺参数是:冰醋酸与钛酸丁酯的摩尔比以及乙醇与硝酸铝摩尔比分别为2.3∶1和22∶1、pH值为2、水解温度为30℃;凝胶陈化时间以36h为宜。     

保温时间对反应烧结合成CA6性能和显微结构的影响

以活性α-Al2O3和轻质碳酸钙为原料,在1 400℃空气气氛中反应烧结合成了六铝酸钙(CA6),并研究了保温时间(分别为30、60、120、180和240 min)对合成CA6的物相组成、物理性能和显微结构的影响。结果表明:在1 400℃下,适当延长保温时间可以提高CA6的生成量,保温120 min之前已迅速合成CA6,完全合成CA6需保温240 min以上;随着保温时间的延长,试样的体积密度先减小后增加,其显气孔率和常温耐压强度则相反,线膨胀逐渐增大,试样中CA6片状晶体形貌更加明显;试样中的CA6片状晶体在1 400℃保温30 min时已开始生成,生长和发育主要是在保温180 min之前。