不掺杂TiO_2陶瓷的缺陷化学与气孔形成机理

通过应用缺陷化学和材料检测手段对不掺杂TiO2陶瓷气孔形成的机理进行研究。以锐钛矿TiO2粉体为原料,采用传统电子陶瓷工艺制备了不掺杂TiO2陶瓷,应用SEM、EDS和XPS测试在1 300、1 350和1 400℃烧结的不掺杂TiO2陶瓷样品的显微结构、化学组成和离子价态;根据不掺杂TiO2陶瓷晶粒的缺陷化学方程式和电中性条件,计算TiO2晶粒的缺陷浓度;基于点缺陷热力学方法,计算不掺杂TiO2陶瓷晶界的氧空位分布。结果表明:随烧结温度的升高,颗粒间的气孔逐渐减小,而晶粒中的气孔则逐渐长大,这是由于氧空位浓度随温度的增加而增加引起的。不掺杂TiO2陶瓷的氧空位在晶界出现偏析行为,并随烧结温度的增加,晶粒中的氧空位浓度和晶界氧空位浓度均随之增加。不掺杂TiO2陶瓷中存在三价钛离子和晶界吸附氧,三价钛离子浓度和晶界吸附氧含量随烧结温度的增加而增加。不掺杂TiO2陶瓷晶粒和晶界中存在较多气孔,主要起源于高温烧结过程中晶格氧的挥发和氧空位在晶界的偏析。

Nb_2O_5掺杂及TiO_2压敏陶瓷埋烧工艺的研究

通过微结构分析、I V特性及复阻抗频谱的测量 ,比较了埋烧和传统的裸烧工艺对于Nb5+ 掺杂的TiO2压敏陶瓷材料的压敏电压和非线性系数的影响 ,结果表明掩埋法烧结可以降低该类陶瓷材料的压敏电压和非线性系数 ;考察了Nb2 O5掺杂的作用 ,表明Nb5+ 固溶于TiO2 中取代Ti4+ 使晶粒半导化 .Nb2 O5掺杂量对TiO2 压敏陶瓷的I V特性和微观结构都会有影响作用 ,适量Nb5+

不锈钢基体上TiO_2陶瓷膜的制备

作者对不锈钢基体上TiO2陶瓷膜的制备技术进行了探索。试验以304不锈钢片为基体,采用溶胶-凝胶法在其表面制备TiO2陶瓷膜层,探讨了溶胶的浓度、pH值、黏合剂和烧结温度对TiO2膜层形貌的影响,并利用X射线衍射技术(XRD)研究了膜层的物相结构。结果表明,添加1%的聚乙烯醇(PVA1750)黏合剂于浓度0.07M、pH2.0的溶胶中制得涂膜液,用该涂膜液浸涂304不锈钢片,干燥后于600℃烧结,可以得到均匀的片状结构TiO2陶瓷膜,经XRD分析,该膜层以金红石相为主,另含少量锐钛矿相;添加0.3%的甲基纤维素(MC)黏合剂于浓度0.07M的溶胶中,用该溶胶浸涂304不锈钢片,干燥后于700℃烧结,得到纯金红石相的颗粒状TiO2陶瓷膜层。添加两种不同黏合剂的溶胶均可在不锈钢表面形成连续的TiO2陶瓷膜层,但两者的添加量不同,需要的烧结温度也不同,所得的物相结构及形貌亦不同。两种不同形貌的片状及颗粒结构之间分别形成较为均匀的孔隙,可以作为过滤时的截留孔。

纳米TiO_2陶瓷粒子对改善纺织品发射远红外线性能的测试

将陶瓷微粉添加入纺丝纤维可以提高织物的远红外发射性能。通过将纳米TiO2 粒子添加入聚乙烯醇薄膜进行远红外发射性能测试 ,研究了纳米TiO2 粒子含量对纺丝纤维远红外发射性能的影响。测试结果表明 ,在纺丝纤维中添加陶瓷微粉 。

改性TiO_2陶瓷膜用于膜蒸馏脱盐的研究

以渗透通量和脱盐率为实验考核指标,对疏水性TiO_2陶瓷膜进行三因素四水平气隙式膜蒸馏正交实验,考察操作条件(进料温度、NaCl溶液浓度、进料流量)对实验考核指标的影响以及膜片的脱盐效果.由实验结果的极差分析和方差分析得知:渗透通量受进料温度的影响最为显著,且随进料温度、进料流量的提高而显著增加,而NaCl溶液浓度对渗透通量几乎无影响;NaCl的脱盐率受进料温度影响显著,且随进料温度、NaCl溶液浓度的增加而下降,进料流量对脱盐率几乎无影响;进料温度的确定需根据实际条件,同时考虑能耗和通量的基础上折中选择;所制备的陶瓷膜用于质量分数为2%的NaCl溶液脱盐效果较其它浓度NaCl溶液的好,可适当加大进料流量,以增大渗透通量从而增加透过水产量.

TiO_2陶瓷膜的制备及性能研究

本文以钛酸丁酯为起始原料,采用聚合凝胶法,制备了有支撑的TiO2多孔陶瓷分离膜。研究了载体孔径,TiO2溶胶条件,制膜工艺过程(浸涂、干燥等)条件对TiO2膜成膜性质的影响,并通过对TiO2陶瓷膜耐酸、碱性的实验,证明了其纯水通量、孔径大小基本不变,再生恢复性良好。

TiO_2陶瓷在磁控溅射中电导率改变机理研究

在Ar气氛中对TiO2陶瓷进行射频磁控溅射时,TiO2陶瓷电导率发生显著变化。该文对这一现象进行了研究。采用多种分析手段对实验结果进行了分析。分析表明,辉光放电电离Ar气所产生的Ar离子冲击TiO2陶瓷表面的热量和动量被O2-吸收,引起O2-溢出TiO2陶瓷,导致TiO2化学配比偏离正常,从而提高了TiO2陶瓷的电导率。

等离子喷涂Al_2O_3/TiO_2陶瓷涂层修复热作模具应用

为了提高模具热疲劳抗力、延长模具使用寿命,采用等离子喷涂修复失效的热作模具,利用X射线衍射物相分析和电子扫描显微镜观察等手段分析等离子喷涂制备纳米陶瓷涂层的形成机理。结果表明:利用Al2O3/Ti O2陶瓷纳米材料作为喂料可使热作模具表面显微硬度平均为HV 1 056.5,平均摩擦因数为0.74,各项物理指标均提高了。该方法达到了热作模具的使用要求,具有一定的借鉴作用。

纳米TiO_2陶瓷粉体的制备及其应用和展望

对纳米TiO2陶瓷粉体的制备技术及其在陶瓷、环保、涂层以及光电转化材料等方面的应用进行了简要综述,并提出了今后研究的方向。

石英砂对TiO_2压敏陶瓷性能的影响

本文主要研究SiO2对TiO2压敏陶瓷电性能的影响,并对其原因进行了分析。结果表明:通过掺入SiO2可以有效调控TiO2陶瓷的压敏特性,使TiO2压敏陶瓷具有良好的电性能。

TiO_2多孔陶瓷膜支撑体的制备与表征

以二氧化钛为原料制备多孔平板陶瓷膜。制备过程中以翘曲率为实验指标进行正交实验,考察去离子水用量、成型压力、烧结温度对膜片成型性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)观测膜片微观结构。结果表明:这三个因素分别对TiO2陶瓷膜翘曲率的影响显著,且以烧结温度的影响最大;除成型压力与烧结温度的交互作用对翘曲率有较小影响外,其余因素间交互作用无影响;在实验范围内,采用去离子水量3.3 ml/12 g TiO2、压力0.5 MPa、烧结温度1250℃制备的TiO2陶瓷膜翘曲率最小,该操作条件制备得到的陶瓷膜结构致密,平均孔径为1～2μm。

聚合凝胶法制备TiO_2陶瓷膜的研究

采用聚合凝胶法制备有支撑的TiO2陶瓷膜。讨论了载体孔径大小,TiO2溶胶条件,制膜工艺过程(浸涂、干燥、焙烧等)条件对TiO2膜成膜质量的影响。

溶胶-凝胶法引入ZnO-2B_2O_3-7SiO_2玻璃对BaO-Sm_2O_3-4TiO_2陶瓷性能的影响

采用固相反应法合成BaO-Sm2O3-4TiO2(BST)陶瓷粉体。系统研究了溶胶-凝胶法引入ZnO-2B2O3-7SiO2(ZBS)玻璃对BST陶瓷烧结特性、物相组成、微观形貌及介电性能的影响。结果表明,添加ZBS玻璃的陶瓷试样主晶相仍为类钙钛矿钨青铜结构的BaSm2Ti4O12,次晶相为Sm2Ti2O7。通过溶胶-凝胶法添加6%(质量分数)的ZBS玻璃,可使BST陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1050℃,在1050℃烧结3h所得BST陶瓷介电性能优良:εr=60.17,tanδ=0.004,τf=-7.9×10-6/℃。

漂浮型分级孔TiO_2陶瓷光催化剂的制备及应用

利用高热稳定性介孔TiO2粉体,采用室温冷冻干燥法制备了一种漂浮型二氧化钛陶瓷光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附脱附等方法对陶瓷的结构进行表征。结果表明,所制备的漂浮型二氧化钛陶瓷具有大孔/介孔的分级孔结构,并且TiO2陶瓷在800℃焙烧条件下仍然能够保持锐钛矿相。对浓度为15 mg·L-1的模拟污染物亚甲基蓝(MB)进行了光催化降解研究,其去除率可达到92.2%。催化剂在循环使用6次后,降解效果依然在92%以上。另外,采用该催化剂降解罗丹明B(RhB)、甲基橙(MO)和苯酚(PhOH),去除率可以分别达到92.7%、90.2%和94.6%,表明所制备的漂浮型分级孔二氧化钛陶瓷光催化剂在实际废水处理中将有很好的应用前景。

多孔TiO_2陶瓷光催化剂降解糠醛废水

以钛酸四丁酯等为原料 ,采用简单工艺制得多孔TiO2 陶瓷光催化剂 ;并研究了利用多孔TiO2 陶瓷光催化降解糠醛废水。结果表明 ,在紫外灯下照射 6 0min ,糠醛废水的COD去除率可达 5 9.8% ,而通入空气有利于污染物的去除。

等离子喷涂纳米Al_2O_3-13TiO_2陶瓷涂层研究

以常规和纳米团聚体Al2O3-13TiO2(ω/%,下同)复合陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备常规和纳米结构陶瓷涂层。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪分析粉末和涂层形貌、微观结构及相组成,同时对纳米结构涂层的微观组织形成机制进行了讨论。结果表明:常规复合陶瓷涂层呈典型的等离子喷涂层状堆积特征;纳米结构复合陶瓷涂层由部分熔化区以及与常规等离子喷涂类似的片层状完全熔化区组成。根据组织结构的不同,部分熔化区又分为亚微米A12O3粒子镶嵌在TiO2基质相的三维网状或骨骼状结构的液相烧结区和经过一定长大但仍保持在纳米尺度的残留纳米粒子的固相烧结区,不同的部分熔化组织源于复合陶瓷粉末中A12O3与TiO2之间的熔点差异。由于等离子喷涂过程中涂层沉积时的快速凝固作用,不管是常规还是纳米涂层都以亚稳相γ-A12O3为主。

低温烧结ZnNb_2O_6/TiO_2复合陶瓷的制备及介电性能研究

本文研究了ZnO∶Nb2 O5∶TiO2 =1∶1∶x系统中x量的变化对材料烧结特性、相组成及介电性能的影响。随x的增加 ,致密化温度逐步升高 ,晶相组成逐步从ZnTiNb2 O8相转变为 (Zn0 1 5Nb0 3Ti0 55)O2 相 ,介电常数增大 ,Q .f值先增后减 ,τf 向正温度系数方向移动。当x =1 92 ,在 930℃保温 4h ,可获得晶粒大小均匀、结构致密的烧结体 ,并有较佳的介电性能 :εr=37 71,Q .f=10 370GHz(fo =2 5GHz) ,τf=- 2ppm ℃ ;x >1 92或 <1 92 ,会出现气孔、晶粒异常长大等现象 。

(Sr^(2+),Bi^(3+),Si^(4+),Ta^(5+))掺杂的TiO_2压敏陶瓷中Ta^(5+)的研究

研究Ta2 O5对 (Sr,Bi,Si,Ta)掺杂的TiO2 基压敏陶瓷压敏特性及电容特性的影响 ,发现按配方TiO2+0 .3%(SrCO3+Bi2 O3+SiO2 ) +0 .1 %Ta2 O5配制的样品具有最低压敏电压 (E1 0mA =1 .2V·mm- 1 )、最大相对介电常数 (εra=2 .0 0 2× 1 0 5)及较小非线性系数 (α =2 .6 )。考虑到材料的低压敏电压和大介电常数的要求 ,Ta2 O5最佳掺杂量在 0 .0 85mol%与 0 .1mol%之间。

添加La_2O_3对Mg_2TiO_4陶瓷的显微结构与微波介电性能的影响

采用传统烧结工艺,制备了具有不同La2O3含量的镁钛镧陶瓷,并研究了La2O3组份对材料晶相构成、晶粒、晶界的演变、介电常数和品质因数的影响.结果表明,不含La2O3的钛酸镁陶瓷主晶相为Mg2TiO4,其平均晶粒尺寸>60μm;引入La2O3后,出现新晶相La0.66TiO2.99,材料的晶粒尺寸明显下降;随La2O3含量的增加,材料的介电常数线性增加,材料的品质因数Q在10GHz出现最大值(16558).

烧结温度对TiO_2压敏陶瓷性能的影响

Ti O2压敏陶瓷是一种新型的半导体双功能元件,具有压敏电压低、非线性系数大、介电常数高等许多突出的优点,广泛用于中低压领域中作为过电压保护和浪涌吸收元件。主要研究了烧结温度对Ti O2压敏陶瓷电性能的影响。研究中发现,随着烧结温度的升高,Ti O2压敏陶瓷有压敏电压降低、非线性系数升高的趋势。在1400℃烧结时显示出较低的压敏电压V1mA=5.12V·mm-1,较好的非线性系数a=5.2,和较高的介电常数εr=3.7×104。