纳米材料和纳米科技的进展、应用及产业化现状

综述了纳米材料和纳米科技的最新进展 ,着重介绍了纳米科技在电子学、生物学、国防。

发动机高温部件的陶瓷材料应用及性能测试

回顾了陶瓷发动机研究进展的主要历程。着重介绍高温热机部件用的氮化硅陶瓷和莫来石涂层等材料的性能改进和热机环境下测试评价。

纳米镍包覆氮化硅粉体的制备和磁性能研究

利用一种简单的无催化化学镀法制备了纳米镍晶粒包覆氮化硅陶瓷的复合粉体。通过不同的反应PH值和搅拌工艺对比获得了较为均匀的包覆。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对包覆粉体的物相及显微形貌进行表征分析。磁性能测量表明包覆粉体具有良好的铁磁性能和磁各向异性。

退火对Al_2O_3/SiC纳米复合材料裂纹愈合行为的影响

研究不同密度的 Al2 O3 / Si C纳米复合材料在退火条件下的裂纹愈合行为。利用维氏压痕法引入可控的预制裂纹 ,通过测量退火前后材料抗弯强度的变化来表征裂纹愈合程度。当退火温度在 85 0℃以上时 ,裂纹愈合效应随退火温度提高明显增强 ,在 115 0℃左右退火 1h后 ,不同密度的试样的抗弯强度均恢复到试样的固有强度。裂纹愈合的机制主要归结于退火过程中残余应力的驰豫导致扩散键合和裂纹表面碳化硅颗粒的氧化作用。然而 。

原位选择性氮化法制备t-ZrO_2-TiN复合粉料

研究以固溶反应为基础的粉料制备技术。应用热力学原理分析计算了 (Zr,Ti) O2 固溶系统的选择性的氮化条件 ,确定了反应温度对该系统氮化后相组成的影响。采用碳热还原法 ,在高纯氮气氛下原位反应生成氮化钛 ,同时保持氧化锆组成和结构不变。利用 X射线衍射和 X射线荧光光谱对氮化后粉料的物相和氮化效果进行分析 。

MgO单晶一维纳米结构的制备与表征

研究气相法制备MgO一维纳米结构的简单工艺途径。采用直接热蒸发镁粉的化学气相沉积法在不同条件下分别制备了MgO的纳米棒、纳米线、直角网络结构纳米线、晶须等单晶一维纳米结构。温度、氧分压和过饱和MgO蒸气压等参数对形貌具有重要影响。X射线衍射和选区电子衍射确定MgO纳米结构为立方晶系。扫描电镜和透射电镜对不同产物的形貌进行表征,显示其生长受到气—固生长机制控制。光致发光表明MgO纳米线在381 nm处出现强烈的紫色光发射宽峰。

微波非热效应诱发的陶瓷材料中物质各向异性扩散

利用微波烧结Cr_2O_3-Al_2O_3/Al_2O_3双层复合材料,通过对材料断面的X射线能谱线扫描发现,铬离子从富铬的氧化铝层通过界面向纯氧化铝层扩散时,扩散距离是各向异性的,沿入射微波振动方向的扩散距离比沿入射波传播方向深大约28％。这种扩散的各向异性是由于入射波的方向性电场在微波加热过程中叠加在示踪离子的化学势上导致的。从微波场对带电粒子跃迁影响的角度阐述微波非热效应加速陶瓷材料中固有的扩散过程,推导出微波场中物质扩散通量J_M和物质的本征扩散通量J_C之间的关系式。

直流电弧等离子体喷射(DCPJ)法在沉积金刚石膜上的应用

直流电弧等离子体喷射法是制备金刚石膜的一项很有前途的技术。综述了直流电弧等离子体喷射法的原理、进展状况、工艺上的改进和建立机理模型上的努力。

陶瓷吸波材料的研究现状

简述了电磁波吸收的基本原理,吸收材料的种类;详细介绍了陶瓷吸波材料的国内外研究现状,其中以碳化硅和铁氧体为重点;最后简述了本实验室的一些相关工作。

纳米碳化硅粉的制备及其微波介电行为

通过碳热还原法合成了纳米 Si C粉并对其在 8.2～ 12 .4GHz频率范围的介电参数进行了测量。通过改变铝含量和反应气氛分别得到了 β,12 H和 2 1R型碳化硅粉。β- Si C粉具有比 α- Si C粉高得多的相对介电常数ε′r=30～ 5 0 )和介电损耗角正切值 (tgδ =～ 0 .7)。虽然 Al和 N的固溶将 Si C粉的电阻率减小到 10 2 Ω· cm的量级 ,但其相对介电常数和介电损耗却并没有增加 ,反而随

陶瓷材料的显微结构设计与自补强韧化组元的生成机理

结合近期在陶瓷领域的一些主要成果,从物理化学角度,论述了在材料内部原位生成棒晶、板晶等补强韧化组元的几种形成机理及其应用。

硼碳氮纳米管的溶剂热法制备及其表征

以无水CH3CN·BCl3和Li3N为原料,以苯为溶剂,在温度为330℃,压力为8～9MPa条件下,利用溶剂热合成方法成功地制备出了BCN三元化合物。X射线粉末衍射(XRD)分析表明,产物为类石墨态结构,透射电子显微镜(TEM)观测到产物中含有B C N纳米管。X射线能谱(XPS)和Fourier变换红外光谱(FTIR)分析表明硼碳氮是以原子级化合的形式存在。

钛酸锆固溶体微波介电瓷的制备与性能

用共沉淀的方法制备了一系列 Zrx Ti1 - x O4(0 .4≤ x≤ 0 .6 )纳米粉 ,XRD物相分析为 Zr Ti O4固溶体 ,TEM观察粒子粒径为 2 0～ 30 nm。通过制陶实验对该系列固溶体的烧结特性、形貌及介电性能进行了研究。结果表明 ,Ti O2含量影响固溶体的最佳烧结温度 ,在相同的烧结温度下 ,Ti O2 含量越高 ,瓷体的相对密度越低 ,晶粒越大。该材料有很好的频率、温度稳定性 ,其介电性能与组成和瓷体的相对密度有关。介电常数和品质因数随瓷体相对密度增大而增大。当材料的相对密度高于 90 %时 ,随着 Ti O2 含量增加 ,其介电常数增大 。

硅溶胶高分子网络凝胶法合成堇青石粉

利用硅溶胶作为合成原料,通过高分子网络凝胶法制备了堇青石粉。采用XRD,TG—DSC,SEM,EDS等手段对其相变过程进行了研究。高分子网络法制得凝胶经过500℃脱碳后,在高温条件下发生了如下变化:在800℃以下煅烧形成无定性相,900℃时形成假蓝宝石相,假蓝宝石相在1 000℃与无定形SiO2形成β-堇青石,β-堇青石在1 100℃开始转化为a-堇青石,1 200℃时可以形成结晶良好的纯a-堇青石相。用高分子网络法比固相反应1450℃合成堇青石降低反应温度250℃。

CVD金刚石薄膜的介电性能研究

对直流电弧等离子体ＣＶＤ制备的金刚石薄膜的介电性能进行了研究，结果表明。

氮化钛复合改善堇青石材料的力学性能

利用溶胶凝胶法制备了氮化钛堇青石的前驱粉体。将该粉体在通氨气条件下进行煅烧和原位氮化反应,制备了氮化钛堇青石的复合粉体。不同温度下合成产物的X射线衍射分析表明:前驱粉体在1250℃氮化3h时,堇青石与氮化钛的合成反应能同时完成。能谱分析表明:复合粉体中的氮化钛分布均匀。实验中研究了堇青石材料力学性能与氮化钛含量的关系,表明TiN的引入可以显著提高堇青石的抗弯强度。当TiN体积分数为15%时,TiN堇青石复合材料的抗弯强度达到最高值108MPa,比纯堇青石的提高28MPa。

TiO_2含量对微波介质瓷Zr_xTi_(1-x)O_2致密化、微结构及介电性能的影响

制备了一系列ZrxTi1-xO2(x=0.40～0.60)微波介质瓷,对其致密化、微结构及介电性能进行了研究.XRD物相分析样品为单一均相的ZrTiO4.在相同的烧结温度下,TiO2含量越高,样品越不易致密,相对密度越低,晶粒越易长大.样品的相对密度越高,其介电常数和品质因数越大.相对密度高于90%时,对样品介电性能的影响可以忽略,成份起主导作用.随着TiO2含量增加,样品的介电常数增大,品质因数降低.

选择性氮化法制备t-ZrO_2-TiN纳米复合粉体

研究了在固溶体系中以选择性反应为基础的复合粉料制备技术。应用热力学原理分析计算了tZrO2TiO2固溶系统中,利用氨气进行的选择性氮化的反应条件,探讨了不同反应温度对该体系物相组成的影响。采用氨气还原氮化法,在流动的氨气氛下原位反应生成氮化钛,同时保持四方相氧化锆含量和结构不变。用比表面积测量和透射电镜观察,对纳米粉料在氮化前后的粒径和形貌进行表征。氮化后复合粉体中tZrO2的粒径为50～70nm。元素定量分析表明:氮化效果可达到98%以上。

不同形貌TaC_x晶须的制备及生长机理

通过不同的原料体系在合适的工艺条件下成功制备出碳化钽晶须 (Ta Cx)。由 Ta2 O5- Na Cl- C- Ni和 Ta2 O5- Na F-C- C1 2 H2 2 O1 1 (蔗糖 )体系制备的晶须呈平直的纤维形态 ,其生长机理为气 -液 -固 (VL S)机制。由 Ta2 O5- KCl- C- Ni体系制备的晶须一部分通过 VL S机理生长 ,而另一部分则通过 L S机理生长 ,前者呈四方柱状 ,后者呈具有锥状柱体和之字形端部的特殊形貌。所有的原料体系均是在相近的工艺条件下进行 ,即反应温度 115 0～ 135 0℃ ,氮气气氛保护。本工作对晶须的化学成分、形貌。

t-ZrO_2-TiO_2固溶体纳米粉的制备

为了研究和表征氧化锆固溶粉体的本征特性,利用化学共沉淀方法制备一系列ZrO2-TiO2-Y2O3三元体系的固溶体纳米粉。通过X射线衍射、透射电镜分析和比表面积测量确定固溶粉体为单一四方相结构,晶粒尺寸在10～25nm。固溶纳米粉体随TiO2固溶量增加,晶格常数中a值下降,c值上升,c/a值呈上升趋势。由于纳米粉体表面效应的不饱和性,可使t-ZrO2纳米粉中固溶摩尔分数为40%的TiO2,烧结后,固溶掺杂的摩尔分数为20%TiO2的瓷体中已出现ZrTiO4相。