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。

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。

防水和自洁在材料中的应用

近年来"荷花效应"在材料中的应用迅速发展,从而使许多种材料在已有优良性能的基础上又具有了疏水自洁的功能。本文介绍了部分有机物的防水性,指出了防水和自洁间的区别,分析了产生"荷花效应"的荷叶表面的特殊结构。总结了"荷花效应"在有机材料、无机材料以及金属材料三个方面的应用情况,最后对"荷花效应"在陶瓷釉方面的应用提出了展望。

硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜的影响

将T-60氧化铝粉、氮化硅粉和硅粉分别按50%、37.5%和12.5%的质量分数配料混合,经压制成型后,在空气中于1600℃保温2h烧成制得刚玉-氮化硅复合材料试样,借助于XRD、SEM、EDS等研究了加入硅粉对刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜组成和结构的影响。结果表明:在空气中烧成的刚玉-氮化硅复合材料表面氧化膜主要由富硅玻璃相、刚玉和莫来石组成;在刚玉-氮化硅复合材料中引入硅粉能减小氧化膜厚度,并能提高氧化膜的致密程度。

Al_2TiO_5粒径对Al_2TiO_5-ZrO_2复合材料性能的影响

分别将平均粒径为2、6、10μm的Al2TiO5粉分散在Zr4+浓度为0.06mol.L-1的氧氯化锆溶液中,滴加0.2mol.L-1的氨水至溶液的pH值为9.1～9.3,使ZrO2沉淀于Al2TiO5颗粒表面,过滤,干燥,于650℃焙烧,制成ZrO2质量分数为5%的Al2TiO5-ZrO2复合粉体,然后以PVA为结合剂成型为53mm×10mm×10mm的试样,经干燥和1500℃保温2h烧成后,检测烧后试样的显气孔率、常温抗折强度、热膨胀率、抗热震性并观察其显微结构。结果表明,用平均粒径为6μm的Al2TiO5粉制备的Al2TiO5-ZrO2复合材料的综合性能最好:显气孔率最低(5%),抗折强度最大(35MPa),热膨胀率最小,抗热震性最好,结构较致密。

刚玉氮化硅复合材料表面氧化膜的形成动力学

以刚玉粉和氮化硅粉为原料,借助微量热分析天平,结合X射线衍射和扫瞄电镜等检测手段,对刚玉氮化硅复合材料表面氧化膜的形成动力学机理进行了研究,并推导出了动力学方程。研究结果表明材料表面氧化膜的形成动力学可分为三个阶段:化学反应速度控制阶段,动力学方程为△W=Kc·t,其中Kc=52.21exp(-73806.3/RT);混合控制阶段,动力学方程为(△W)2+KO/Kc(△W)=Km·t,其中Km=253.81exp(-85644.2/RT);扩散速度控制阶段,动力学方程为(△W)2=Kd·t,其中Kd=31.12exp(-66522.1/RT)。

制备方法对Al_2TiO_5-Si_3N_4复合材料性能的影响

采用"直接法"、"反应复合法一"、"反应复合法二"3种方法制备了Al2TiO5-Si3N4复合材料。研究了3种制备方法对材料的显气孔率、吸水率、体积密度、抗折强度、烧成线收缩率、抗热震次数、显微结构等性能的影响。研究结果表明,采用"反应复合法一"制备的Al2TiO5-Si3N4复合材料的综合性能最佳,其显气孔率为16.61%、吸水率为6.01%、体积密度为2.77g/c、抗折强度为45.34MPa、抗热震次数达到11次、结构最致密。

溶胶-凝胶法制备AZO薄膜及Al掺杂机理的研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍提拉法成功制备了Al掺杂ZnO薄膜(以下简称AZO薄膜)。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、分光光度计、霍尔(Hall)测量仪,分别研究了不同Al的掺杂浓度对薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能的影响,探讨了Al的掺杂机理。结果表明,Al的掺杂存在最佳值,当Al掺杂摩尔浓度为5%时,AZO薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能最佳,其透光率在80%以上,电阻率为2.1×102Ω·cm,霍尔迁移率为0.23cm2/V·s,载流子浓度为7.81×1014cm-3。

抑制AlN微粉水化最佳热处理制度的研究

选用了3种不同粒径的AlN粉(d50分别为0.5μm、5μm和15μm),通过TG分析和不同制度下的热处理以及测试其悬浊液的pH值变化,探讨了AlN粉的表面氧化热处理温度和保温时间对AlN水化性能的影响。结果表明:TG分析温度小于1000℃时,AlN的氧化增重均小于0.8%;当热处理温度为900℃、保温1h时,AlN的抗水化性能最好。

Si_3N_4加入量对Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料性能的影响

以电熔棕刚玉、碳化硅、α-Al2O3微粉、白刚玉、硅灰、硅粉为主要原料,以高铝水泥为结合剂,制备了铁沟浇注料,研究了Si3N4加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%、12%)对试样性能、物相组成和显微结构的影响。结果表明:(1)随着Si3N4加入量的增加,不同温度处理后Al2O3-SiC-C试样体积密度和常温强度基本上呈先增大后减小,显气孔率呈先减小后增大的变化趋势,Si3N4的适宜加入量为3%～6%。(2)中高温热处理时,试样中的Si3N4部分氧化生成了活性很高的SiO2,进而与Si3N4和α-Al2O3反应生成了O’-SiAlON结合相。(3)高温处理后试样的高温抗折强度随Si3N4加入量的增加而增大,而未经高温处理的试样的高温抗折强度则随着Si3N4加入量的增加而减小,这与试样中O’-SiAlON相的生成量有关。

Dy^(3+)离子在硼磷酸锌玻璃中的发光性质

Dy3+离子在可见光范围内的两个主发射分别起源于4F9/2→6H15/2的蓝光和4F9/2→6H13/2的黄光。4F9/2→6H13/2属于超灵敏跃迁,跃迁几率强烈受环境的影响,因此,两种跃迁的分支比随离子所处环境的变化而改变。通过高温熔融的方法制备一系列Dy2O3掺杂的ZnO-B2O3-P2O5玻璃,并计算了Dy3+离子发光的黄、蓝强度比和色坐标。结果表明:随着ZnO百分含量的增加,P2O5百分含量的减小,Dy3+离子发光的黄、蓝强度比减小,同时色坐标趋于白光;而B2O3的作用居中。进一步的研究发现,B2O3在玻璃中的存在方式[BO3]和[BO4]对Dy3+离子发光的黄、蓝强度比的作用不同。[BO3]使Dy3+离子发光的黄、蓝强度比增大,[BO4]则相反。通过固体核磁共振谱和红外光谱的测试,表明所研究的三元系ZnO-B2O3-P2O5玻璃样品,由于P2O5的含量较高,B2O3基本以[BO4]四面体为结构单元,因此Dy3+发光的黄、蓝比与玻璃的组成及百分含量之间存在着上述规律性。

高岭土插层改性研究进展

本文系统地分析了高岭土的结构、插层机理和插层改性的手段,着重探讨了插层高岭土固相插层和液相插层的制备工艺,以及采取FTIR、XRD、NMR和TG-DTA等测试方法对插层效果进行表征,最后对今后插层改性高岭土的发展和应用提出了展望。

Al-N共掺杂型ZnO薄膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Al-N共掺ZnO薄膜。用X射线光电子能谱检测Al-N共掺杂情况;用X射线衍射仪、原子力显微镜、场发射扫描电镜、分光光度计、霍尔测量仪等分析测试手段,分别研究了Al-N共掺的掺杂浓度和热处理温度对薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能的影响。结果表明:在基质ZnO溶胶浓度为0.5 mol/L,Al-N掺杂摩尔浓度为10%,热处理温度600℃下,Al-N共掺ZnO薄膜的结晶性能、微观形貌和光电性能最佳。

ZnO-B2O3-SiO2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化。结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团。

Si_3N_4加入量对Al_2O_3-SiC-C铁沟浇注料抗渣性能的影响

以棕刚玉、碳化硅、α-Al2O3微粉、白刚玉、硅微粉、97硅粉、Si3N4粉为主要原料,以高铝水泥为结合剂,制备了铁沟浇注料,研究了Si3N4加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%、12%)对试样抗渣性能的影响。结果表明:加入氮化硅的浇注料具有更优异的抗渣性能。抗渣机理为:一方面由于材料在烧结过程中Si3N4能部分保留下来,并生成了O'-Sialon,使得材料的抗渣性能增强;另一方面,材料在烧结过程中体积膨胀,减少了铁渣渗透的通道,也提高了材料的抗渣性能。

B_4C外加量对Al_2O_3-SiC-Si_3N_4铁沟浇注料性能的影响

研究了B4C外加量（外加质量分数为0~0.6%）对Al2O3-SiC-Si3N4铁沟浇注料常温物理性能和高温抗折强度的影响。用X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪测定了试样的物相组成和显微结构。结果表明：随着B4C加入量的增大,浇注料体积密度和常温强度先增大后减小,显气孔率先减小后增大,高温抗折强度先增大后减小;B4C外加质量分数为0.4%时,浇注料综合性能达到最佳。B4C在材料中的作用主要是促进烧结和防氧化。与未添加B4C试样相比,添加B4C的试样中生成了更多纤维状的O’-SiAlON,且长径比更大。O’-SiAlON的生长机制推断为气-固机制。

氮化硅铁加入量对镁质浇注料力学性能的影响

以镁砂为主要原料,以硅微粉作为结合剂,研究了不同氮化硅铁加入量对镁质浇注料常温物理性能和高温力学性能的影响,借助X射线衍射仪、扫描电镜等对浇注料的物相和显微结构等进行了分析。结果表明:随着氮化硅铁加入量的增加,浇注料烘干强度下降,中温强度先变大后变小,在氮化硅铁加入量为3%时达到极值点,高温强度先增大后下降;热态抗折强度在氮化硅铁加入量为3%时达到最大。氮化硅铁在加热过程能部分氧化成二氧化硅,进而形成纤维状的镁橄榄石,增大强度;铁相物质能和方镁石固溶,促进烧结。

Al粉加入量对凝胶粉结合铝镁不烧砖力学性能的影响

以各种粒径的棕刚玉、白刚玉(<0.047 mm)、镁砂细粉和α-Al2O3为主要原料,铝凝胶粉为结合剂,研究了铝粉加入量对精炼钢包铝镁不烧砖线变化率、抗折强度、耐压强度、显气孔率、体积密度和高温抗折强度的影响,并借助XRD和SEM研究了不烧砖的物相组成和显微结构。结果表明:随着铝粉量的增加,借助于塑性相成型,不烧砖烘干后的显气孔率减小、体积密度增大,抗折、耐压强度增大;在热处理过程中,铝粉一方面促进烧结,另一方面由于铝粉被氧化导致体积膨胀,并占主导地位,使得不烧砖显气孔率增大,体积密度减小,强度先增大后减小。高温抗折强度随铝粉加入量的增加而增大。

锑掺杂二氧化锡(ATO)导电粉体的研究进展

介绍了锑掺杂二氧化锡(ATO)的特点、导电机理、制备方法研究现状及目前存在的问题。ATO具有良好的导电性、浅色透明性、稳定性、粒子纳米化及多功能性,指出氧空位和Sb5+在SnO2禁带形成施主能级并向导带提供n型载流子是ATO导电的两种主要机理,主要介绍了液相法中常用制备超细ATO粉体的方法:沉淀法、溶胶-凝胶法和醇盐水解法,最后指出了制备超细ATO粉体存在的问题及解决方法。

碳化硼加入量对氧化镁-氮化硅铁浇注料力学性能的影响

以97烧结镁砂为主要原料,加入3%质量分数的氮化硅铁细粉,以硅微粉作为结合剂,研究了外加不同量碳化硼(其质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)对镁质浇注料常温物理性能和高温力学性能的影响,并借助扫描电镜对浇注料的显微结构进行了分析。结果表明:随着碳化硼加入量的增加,浇注料烘干强度下降,中、高温处理后强度变大,高温抗折强度下降。原因在于碳化硼在加热过程中氧化产生液相,促进材料烧结,使得材料致密,冷态强度增大;而由于液相的产生降低了镁质材料的直接结合程度,使得高温抗折强度减小。