陶瓷基复合材料胶态成形工艺研究进展

重点介绍了几种主要陶瓷基复合材料胶态成形工艺,包括注浆成形、注射成形、凝胶注模成形、直接凝固注模成形、温度诱导絮凝成形、水解辅助固化成形、电泳浇注成形和溶胶-凝胶法成形。对上述工艺的原理、工艺过程及特点进行了比较,并提出了陶瓷成形工艺的关键问题。

负载型纳米光催化材料的制备及在污水处理中的应用

利用熔融分相法制备了纳米TiO_2光催化村料,用XRD,SEM,TEM技术对其结构进行了表征,并进行了光催化降解污水的实验。结果表明:在600℃热处珲条件下,经过适当的化学处理,可以制得负载于多孔玻璃的锐钛矿型纳米尺寸的TiO_2晶体,以紫外光为光源的降解率明显高于荧光光源,在日光照射下对污水处理的降解率,达到60%以上,通过掺杂Fe^(3+)改性的TiO_2其降解率明显提高。

硅基介孔材料的合成机理及其应用

对近年来介孔材料的最新研究进展进行了综述。就介孔材料的主要合成机理,即液晶模板机理、棒状自组装模型、协同作用机理和电荷密度匹配机理等进行了简要介绍,对介孔材料在催化、环境、生物、光学、电磁学等领域的应用情况进行了总结,并对未来的发展趋势进行了展望。

引入β′-SIALON对SiO2／Al2O3理化陶瓷材料性能的影响

在SiO2/Al2O3理化陶瓷材料中加入5～30wt%的β'-Sialon粉料,于1280℃～1360℃、保温1～2h、氧化气氛下烧成,制备了理化陶瓷材料。研究了β'-Sialon粉料加入量、烧成温度和保温时间等工艺条件对材料的显气孔率、体积密度、抗折强度、热膨胀系数、抗热震性、物相组成、显微结构的影响,并按数字等级评价标准对复合材料物理性能进行了评价。研究结果表明,加入20%的β'-Sialon粉料制备的理化陶瓷材料的综合评估指数最小,具有相对优良的物理性能;具有相对较好的显微结构;平均线热膨胀系数(25℃～1000℃)α=4.399×10-6℃-1;加热1100℃循环水冷3次热震无炸裂,抗折强度衰减幅度小于对比样;主晶相为莫来石相和Sialon相。但引入β'-Sialon粉料对理化陶瓷材料的常温物理性能会产生不良的影响。

Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料制备工艺研究

以Al2TiO5粉(自制)和α-Si3N4粉为原料,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了Si3N4加入量(质量分数,分别为0、5%、10%、15%、20%和25%)、烧成气氛(氮气气氛和空气气氛)、烧成温度(1450、1500、1550℃)、保温时间(2、3、4h)对Al2TiO5-Si3N4复合材料性能的影响。研究结果表明,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料较佳的工艺条件为:加入15%的α-Si3N4粉,在氮气气氛中于1550℃保温2h烧成。

陶瓷基复合材料胶态成型工艺研究进展

重点介绍了几种主要陶瓷基复合材料胶态成型工艺,包括注浆成型、注射成型、凝胶注模成型、直接凝固注模成型、温度诱导絮凝成型、水解辅助固化成型、电泳浇注成型和溶胶-凝胶法成型。对上述工艺的原理、工艺过程及特点进行了比较,并提出了陶瓷成型工艺的关键问题。

Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料制备工艺研究

以Al2TiO5粉料、α-Si3N4粉料为原料,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了Si3N4加入量、烧成气氛、烧成温度、保温时间对Al2TiO5-Si3N4复合材料性能的影响。研究结果表明,制备Al2TiO5-Si3N4复合材料较佳的工艺条件为Si3N4含量15%、氮化气氛、烧成温度为1 550℃,保温时间为2 h。

河北省无机非金属材料实验教学示范中心建设与成效

从实验教学体系、实验教学队伍、实验教学基地、信息平台、仪器设备、实验教学定位、实验教学管理、"开放式"的实验教学等方面进行了河北省无机非金属材料实验教学示范中心的建设。使实验教学覆盖面广、实验开出率高;促进了教师的广泛参与和获得科研成果。

Al_2TiO_5-ZrO_2复相材料中ZrO_2的相变特性

以α-Al2O3、TiO2、ZrO2为主要原料,以MgO -SiO2或MgO-Fe2O3为Al2TiO5的稳定剂,经1500 ℃2h烧成制得Al2TiO5-ZrO2复相材料,研究了 Al2TiO5对ZrO2相变及复相材料热膨胀性的影响。试 验发现:以MgO-SiO2稳定的Al2TiO5对ZrO2相变的 影响显著,随复相材料中Al2TiO5含量增加,m ZrO2相 变为t-ZrO2的温度不断降低,Al2TiO5含量为58.8%的 复相材料,ZrO2的相变开始温度由原1150℃降至 500℃,相变结束温度为700℃。Al2TiO5-ZrO2复相 材料具有低膨胀特性,其室温～1300℃的热膨胀系 数仅为1.57×10-6℃-1,适于用作冶金浇钢系统的 高抗热震性材料。

溶胶-凝胶法制备La_(0．8)Sr_(0．2)CoO_3纳米材料及其气敏性能的研究

以La(NO_3)_3·6H_2O、Sr(NO_3)_2、Co(NO_3)_2·6H_2O为原料,用EDTA络合溶胶-凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3凝胶,在700℃、800℃、900℃煅烧,制得La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体。用DTA、FT-IR、XRD、SEM等手段对制备过程、热分解机理及粉体的性能进行了研究。在700℃焙烧2 h得到La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3纯相纳米粉,颗粒呈球形。选取700℃焙烧2 h的La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体制成管状传感器,进行NO_2敏感性能测试,探讨了相同NO_2浓度下,传感器敏感信号与温度的关系。结果表明:纳米La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体在450℃时对NO_2的敏感信号最大,输出的电动势信号与NO_2浓度之间呈线性关系。

碳热还原氮化法制备β’-SiAlON的工艺条件研究

采用质量分数80%的粘土(广西高岭土或吉林球粘土)和20%的炭黑为原料,以白云石、CaO、TiO2为烧结助剂,经碳热还原氮化反应制备了β’-SiAlON材料。研究了烧成温度、保温时间、烧结助剂、成型压力和粘土种类等因素对制备β’-SiAlON材料的影响。结果表明,烧成温度以1450℃为宜,延长保温时间有利于β’-SiAlON相的形成;烧结助剂的催化效果以TiO2最好,白云石次之;随着成型压力的增大,合成试样中β’-SiAlON相减少;粘土原料的化学组成(m(SiO2)/m(Al2O3))对β’-SiAlON的Z值产生影响,m(SiO2)/m(Al2O3)减小时,Z值趋于增大。

CuO(CoO,MnO)/SiO_2纳米复合气凝胶催化剂载体的溶胶-凝胶法制备及成胶机理

采用正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)和Cu,Co,Mn的醋酸盐溶液,通过溶胶-凝胶法、常压干燥制备了过渡金属氧化物含量高达75%(质量分数)的CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶,对其成胶机理进行了分析。结果表明:制得的CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶具有SiO2气凝胶的纳米孔隙三维网络结构和高比表面积;当过渡金属醋酸盐与TEOS的比例不同时,Cu,Co和Mn能够与氧在网络结构中形成不同程度的—O—M—O—桥键连接;通过气凝胶的多孔网络分隔作用,可使更多过渡金属氧化物CuO,CoO和MnO的超细粒子均匀分散于CuO(CoO,MnO)/SiO2复合气凝胶或SiO2气凝胶骨架中。这种结构既有利于提高催化剂负载量,又能充分利用CuO,CoO和MnO的助催化作用,因此CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶可作为催化剂载体用于催化合成碳酸二苯酯及其它催化领域。

储氢材料的研究发展现状

简要介绍了合金、碳纳米管、络合物等几种主要储氢材料的储氢原理和近期研究进展。讨论了各类材料的储氢功能特点,认为进行催化复合掺杂、控制储氢材料的显微结构是提高材料储氢性能的关键。

ZrO2-Al2TiO5复相材料的抗热冲击性能

以不同粒径的部分稳定ZrO_2(partially stabilized zirconia,PSZ)粉体为原料,采用共沉淀法包覆Al_2TiO_5纳米颗粒层,经高温烧结制备了高强度低膨胀的ZrO_2-Al_2TiO_5复相材料。研究了原料粒径、Al_2TiO_5含量、烧成温度对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构以及抗热冲击性能的影响。结果表明:随烧成温度的提高,PSZ各粒径样品的显气孔率呈逐步减小的规律,抗折强度呈逐步增大的趋势。随样品中纳米Al_2TiO_5含量的增加,单斜氧化锆到四方氧化锆的相交温度不断降低。在1500℃烧结的、Al_2TiO_5含量为5%(质量分数,下同)、ZrO_2f平均粒径为0.8μm)的样品,其显气孔率最小,为6.29%;抗折强度最大,为53.14MPa;室温到1 100℃急冷急热冲击20次后,样品仍保持完整,仅在表面出现轻微剥落,抗热震性能明显高于其他样品。

sialon结合SiC材料的氮化动力学研究

对凝胶注模成型制备的sialon结合SiC复相耐火材料Si6-zAlzOzN8-z样品的不同z值的试样,在1 450,1 500,1 550 ℃氮化烧结15～120 min,以进行了氮化反应的热力学和动力学分析,并建立了氮化反应动力学模型.实验结果表明:随氮化温度升高、时间延长,各试样的氮化率及氮化反应速率常数提高.当z=2时sialon结合SiC试样经1 550 ℃及120 min的氮化烧结,其氮化率最高,为86.01%;氮化反应速率常数最大,为1.53×10-3 /min.z=2试样的氮化反应活化能也最小,为297.91 kJ/mol.

碱碳酸盐反应的膨胀机理

将具有碱碳酸盐反应活性的骨料置于已知浓度的碱溶液中,通过分析溶液中碱离子浓度的变化,分析和探讨碱碳酸盐反应的膨胀机理。实验证实:去白云石化反应的产物层中除了方解石和水镁石外,还有K+,Na+和CO32-,即去白云石化反应的反应产物K+,Na+和CO32-并不回到孔溶液中,而是保留在产物层中占据一定的空间。因此,去白云石化反应产物所占据的空间大于参加反应的白云石所占据的空间,从而引起膨胀。

干压成型法制备SiC-Sialon复相材料的研究

以金属Al,Si,SiO2,SiC为原料,采用干压成型法制备试样,试样的氮化烧结条件为1450℃,1500℃,1550℃,1600℃各保温2h。试验结果表明:采用β'-Sialon质量分数为35%,SiC质量分数为65%的配料组成的试样,经1550℃保温2h的氮化烧结,可制备出烧结性能良好的SiC-Sialon复相材料,其体积密度为2.97gcm-3,气孔率14%,常温抗折强度可达52.3MPa。

用广西高岭土制备β'-SiAlON材料研究

以广西高岭土、炭黑为原料,白云石、CaO、TiO2为烧结助剂,采用碳热还原氮化法(CRN法)制备了β'-SiAlON材料。研究了烧成温度、保温时间、不同烧结助剂、成型压力等因素,对β'-SiAlON材料制备的影响。