冷冻浇注法制备多孔氧化锆陶瓷的孔隙率调控及抗压强度

采用冷冻浇注法,通过调控固相含量和黏结剂浓度,制备孔隙率范围在35.3%~75.0%的多孔氧化锆陶瓷。采用旋转流变仪、扫描电子显微镜(SEM)和万能力学性能测试机表征悬浮液的黏度、多孔氧化锆的微观形貌及抗压强度,研究固相含量和黏结剂浓度的变化对多孔氧化锆孔隙率及抗压强度的影响规律。结果表明,固相含量从10%增加至32%(体积分数),多孔试样的孔隙率从75.0%降低至35.3%;黏结剂浓度从1%提高至8%(质量分数),试样的烧结收缩率从25.0%提高至33.4%,孔隙率从75.0%降低至62.7%。抗压测试显示,孔隙率的降低使平均抗压强度由4.5 MPa提升至270.1 MPa,断裂模式从渐进性的屈曲断裂转变为灾难性的脆性断裂。对试样力学性能的分析表明,陶瓷壁之间桥结构的增多利于多孔氧化锆抗压强度的提高。

基于定向多孔SiC的浸渍-裂解法制备SiC陶瓷材料的结构与性能

以冷冻浇注成形法制备定向多孔碳化硅做支架,然后采用含乙烯基液态聚碳硅烷为浸渍液,对多孔支架进行循环浸渍-裂解,得到碳化硅陶瓷材料。研究浸渍-裂解循环次数对SiC材料的密度、孔隙率、显微形貌与抗弯强度的影响。结果表明,冷冻浇注成形的多孔SiC支架为定向多孔的树枝状结构,支架的密度、孔隙率和抗弯强度分别为0.45 g/cm^3,87.7%和8.53 MPa。最终碳化硅陶瓷材料的密度为2.08 g/cm^3,孔隙率为5.9%,抗弯强度为157.43 MPa。采用该方法可制备密度较低、性能良好的碳化硅陶瓷材料。

铌酸钾钠基无铅压电陶瓷烧结及极化工艺优化

采用传统固相法在烧结温度1110~1150℃内成功制备了(K_(0.5)Na_(0.5))_(0.98)Li_(0.02)Nb_(0.77)Ta_(0.18)Sb_(0.05)O_(3)(LTS-KNN)无铅压电陶瓷,所有样品结晶性良好,无第二相产生。在1130℃下烧结的压电陶瓷致密度良好,陶瓷表现出较好的压电性能。通过调节极化电场与极化温度可改善陶瓷的极化程度,进而优化陶瓷的压电性能。实验结果表明,在烧结温度为1130℃,极化电场为3 kV/mm,极化温度为60℃时,陶瓷的压电性能达到最佳,即压电常数d_(33)=310 pC/N,机电耦合系数k_(p)=48%。

铌酸钾钠基1-3型压电复合物的制备及其性能研究

采用传统固相法制备了在1130℃下烧结而成的(K_(0.45)Na_(0.55))_(0.9)Li_(0.02)(Nb_(0.77)Ta_(0.18)Sb_(0.05))O_(3)(KNLNTS)无铅压电陶瓷。陶瓷致密度和电学性能较好,致密度达到98%,室温压电常数为308.7 pC/N,厚度振动机电耦合系数可达0.5,1 kHz时介电损耗为0.043。以上述KNLNTS基粉体为原料,利用切割填充法制备1-3型压电复合材料并研究了厚度对复合材料的性能影响。结果表明,复合材料的压电常数、厚度振动机电耦合系数均随厚度的增加而增加,介电损耗随厚度的增加而减少,而相对介电常数基本保持不变。

微米级二氧化硅空心微球的制备及表征

采用硬模板法与溶胶-凝胶法相结合的工艺,以自制的聚苯乙烯(PS)为模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳性表面活性剂,正硅酸四乙酯(TEOS)为硅源制备SiO_(2)空心微球。重点研究升温速率及CTAB、TEOS、氨水用量等工艺参数对SiO_(2)空心微球形貌的影响规律。采用XRD、TEM、SEM、TG、FTIR对微球的物相、微观形貌及介孔结构等进行表征。结果表明:SiO_(2)空心微球粒径为2~5μm、壁厚为117 nm;SiO_(2)空心微球壁会随着升温速率的增加而出现破损现象;随CTAB用量增加,纳米球数量增加且粒径减小;随TEOS用量增加,球壁变厚直至形成纳米球;氨水小于4 mL时,二氧化硅空心微球不能成形,氨水大于4 mL时,二氧化硅空心微球表面粗糙,有实心颗粒;当升温速率为0.5℃/min、CTAB用量为0.05 g、TEOS用量为0.3 mL、氨水用量为4 mL时,且经过抽滤清洗的SiO_(2)空心微球的形貌最佳。