CA配合法制备β-Al_2O_3固体电解质

采用柠檬酸(CA)做还原剂,硝酸盐做氧化剂,利用溶胶凝胶-低温燃烧合成工艺制备了β-Al2O3前驱粉料,并利用热分析(TG/DSC)、红外吸收光谱分析(FTIR)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和交流阻抗谱(EIS)等测试技术对β-Al2O3的合成工艺进行了详细的研究。结果表明:该法合成β-Al2O3前驱粉料的温度为1150℃,比固相反应法低了150℃,平均粒径约为38nm,具有较好的成型和烧结性能。将素坯在1 630℃保温烧结,得到的烧结体相对密度为96%以上,350℃时的电导率为0.061S.cm-1。

溶胶-凝胶法制备Li-β-Al_2O_3纳米粉体

以硝酸锂、硝酸铝和碳酸氢铵为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Li-β-Al2O3纳米粉体。研究了pH值、热处理温度和锂铝物质的量比[n(Li)/n(Al)]对制备Li-β-Al2O3纳米粉体的影响。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和自动电位粒度仪对制备的粉体进行了表征。结果表明,当n(Li)/n(Al)=1∶5(为化学计量比时),pH值在3.6左右时,可得到稳定透明的凝胶,经1000℃热处理后,产物为纯相的Li-β-Al2O3,FE-SEM结果表明粉体的粒度在100nm以内。

烧结Caβ~〃-Al_2O_3固体电解质性质的研究

采用直接烧结法制备了Caβ^(?)-Al_2O_3固体电解质。为了与用离子交换法从Naβ^(?)-Al_2O_3得到的Caβ^(?)-Al_2O_3比较,采用交流阻抗谱图法测定了576—1028K的离子电导率及电导活化能;用Wagner非对称极化技术测定了834—920K的电子电导及电导活化能。最后由所测数据计算了离子迁移数。 实验结果表明,直接合成的多晶Caβ^(?)-Al_2O_3,同用离子交换法制成的多晶Caβ^(?)-Al_2O_3一样,具有优良的性能。本测量结果为多晶Caβ^(?)-Al_2O_3的应用提供了必要的数据。

超临界浸渍干燥方法制备Fe_2O_3-SO_4^(2-)/Hβ-Al_2O_3催化剂

考察了HZSM 5、HY和Hβ沸石上气相合成甲基叔丁基醚 (MTBE)的反应性能 ,发现Hβ比其它沸石具有更高的催化活性。采用超临界浸渍 干燥方法将超强酸中心SO2 -4 Fe2 O3 引入Hβ上制成的Fe2 O3 SO2 -4/Hβ Al2 O3 催化剂 ,在实验条件下其催化合成MTBE的异丁烯转化率由常规浸渍 干燥方法制成的催化剂的 2 3 7%提高到 34 8% ,MTBE选择性为 10 0 %。应用NH3 TPD、吸附吡啶的红外光谱方法表征了该催化剂的表面酸性 ,其酸量和L酸 /B酸的比例较常规方法制成的催化剂分别提高了 2 2 %和 4 9%。XPS分析结果表明 ,该催化剂表面的Fe和S的化学环境发生了较大变化。BET比表面分析结果表明 。

β-Al_2O_3固体电解质的“电解—应力腐蚀”裂纹生长

当电解质隔板在使用中出现裂纹时,重要的问题是探求出,在工作应力下,该裂纹通过扩展,达到引起灾难性断裂的临界长度所需的时间。本工作研究了电解电流 Q_(?)对处于受力状态下的β-Al_2O_3电解质中裂纹生长速率 da/dt 的影响。探讨了电解条件下的持久断裂时间 T_(?)对起始应力强度因子 K_(?)的依赖关系。分析了裂纹尖端区域的钠流和钠沉积加速“电解—应力腐蚀”断裂过程的机理。指出,钠沉积对于裂纹扩展可能起着两种相反的作用。一方面,在主裂纹尖端钠尖积诱发微裂纹的合并,有可能加速裂纹扩展的进程;另一方面,当裂纹尖端的温度由于长时间的电解而升高,沉积钠可能软化并起着抑制裂纹生长的韧性相作用。

PVP溶胶凝胶法制备锂稳定Na-β-Al_2O_3纳米粉体

作为钠硫电池陶瓷电解质的核心材料, Na-β-Al2O3粉体对钠硫电池的性能影响很大。实验以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为络合剂, 合成了纳米 Na-β-Al2O3粉体。结果表明, 以 PVP 络合的前驱体形成 Na-β-Al2O3相的温度低至 900 ℃, 相比于传统固相合成法及其他化学合成法有显著的降低, 可有效抑制传统制备Na-β-Al2O3粉体方法中由于高温而导致 Na2O 组份的挥发, 从而避免 Na-β-Al2O3性能的下降。X射线衍射, 扫描电镜和透射电镜对粉体的分析表明, 所获得的粉体为纯相的 Na-β-Al2O3, 粉体粒径 60~70 nm, 分散性好。高分散性的纳米粉体有助于制备高致密度的 Na-β-Al2O3陶瓷。这种粉体制备烧结的 Na-β-Al2O3陶瓷的电导率在 350 ℃可达 0.22 S/cm。

固体电解质β''-Al_2O_3制备工艺的研究

为了探讨固体电解质β''-Al2O3的制备工艺,采用热分析技术研究β''-Al2O3的形成过程,并通过X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)等考察煅烧温度及稳定剂Li2O的添加方式对电解质的相组成和显微结构的影响。结果表明,在Na2O-Al2O3体系中,β''-Al2O3从1300℃开始发生相转变。在Li2O-Na2O-Al2O3体系中,Li2O·5Al2O3比Li2CO3更容易稳定β''-Al2O3相,且烧结体的显微结构更为均匀。而如将Li2O·5Al2O3和Li2CO3稳定Na2O5Al2O3,能制得性能更优的电解质陶瓷。

Al_2O_3的粉末特征对β"-Al_2O_3烧结性能的影响

研究了Al2O3原料在不同热处理条件下的相组成和颗粒形貌以及Al2O3粉末特征对Na-β”－Al2O3烧结性能的影响．实验表明，只有α-Al2O3才能烧结成致密的β"－Al2O3陶瓷．

反应烧结法制备Na-β”-Al_2O_3

研究了Na-β"-Al2O3陶瓷管制备的反应烧结法，即在900℃分解初始组成，而后快速反应烧结和分阶段退火转相的工艺．制备的Na-β"-Al2O3管具有良好的性能，双重显微结构也在一定程度上得到控制．

薄水铝石固相反应法制备Na-β"-Al_2O_3固体电解质

以薄水铝石为原料制备Al2O3前驱粉体,随后添加Na2CO3和稳定剂MgO,并通过固相反应法来制备Na-β"-Al2O3电解质。研究中通过改变前驱粉体制备时的预烧温度和保温时间,以及高温烧结制度优化烧结工艺。用X射线衍射(XRD)和综合热分析仪(TG-DSC)等手段对粉末的结构和热性能进行了表征;样品的电导率测试用交流阻抗进行测试。结果表明,预烧温度和保温时间对产物的纯度有显著影响。1150℃保温2h所得到的前驱粉料,经高温烧结后所得到的产物中β"-Al2O3相含量最高,达到96.1%,300℃时样品电导率为0.013S/cm。

β"-Al2O3固体电解质CO2传感器气敏性能的研究

采用β-Al2O3作为固体电解质,BaCO3-Li2CO3二元复合碳酸盐作为辅助电极,组成了一种开放型的CO2传感器.在CO2浓度为1.6×10-22%～2%的范围内对传感器进行了气敏性能测试,400℃、450℃及500℃时测得的传感器电动势与能斯特方程符合得很好,并且响应迅速.另外,在CO2浓度固定不变的情况下,还观察了O2和N2的浓度对传感器的影响.

ZrO_2对Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微粉析晶行为的影响

采用高分子网络凝胶法成功地制备出Li2O-Al2O3-SiO2-ZrO2(LASZ)微晶玻璃粉,探讨了添加不同含量ZrO2对LASZ微晶玻璃的析晶行为和相转变的影响。研究表明:热处理温度在700～1200℃时,LASZ微粉先形成六方晶系的β-石英固溶体,随热处理温度的升高,逐渐转变为稳定的四方晶系β-锂辉石固溶体。ZrO2含量增加,降低了β-石英固溶体的结晶温度,延迟了β-石英固溶体向β-锂辉石固溶体的转变。当ZrO2的物质的量分数从0增加到4.0%时,析晶活化能从304.6kJ/mol降低到248.9kJ/mol。所获得的LASZ粉末晶粒大小为20～60nm,晶粒尺寸随温度的升高而增大,随ZrO2的增加而下降。本实验所制备的LASZ微晶玻璃的热膨胀系数为(4～14)×10-7/℃。

β-Al_2O_3熔铸砖在玻璃窑炉中使用后结构变化的原因分析

通过对β-Al_2O_3熔铸砖在玻璃窑炉中使用前后成分、结构变化的对比分析,推测发生变化的原因,并由此优化制造工艺并确立改善方向。

微波辅助Sol-Gel法合成Na-β"-Al_2O_3电解质粉末

传统制备Na-β"-Al2O3(SBA)固体电解质主要采用固相合成法,需要极高的烧结温度(1873K)和极长的反应时间(30h)。长时间的高温下有效成分Na2O很容易挥发掉,这对使用SBA作为固体电解质的钠硫电池是非常有害的。微波烧结具有升温速率快、反应时间短和体加热等显著特点,能解决传统烧结带来的问题。本实验采用微波辅助Sol-Gel法合成β"-Al2O3电解质粉末,实验表明制备出的凝胶在一定温度下预烧成粉末后具有很好的微波吸收能力。粉末经1323K预烧1h,微波处理30min后几乎全部为Na-β"-Al2O3。

β(β″)-Al_2O_3固体电解质制备及应用研究进展

主要综述了β(β″)-Al_2O_3电解质粉末的两种制备方法:固相反应法和湿化学法,介绍了这两种合成方法的几种制备工艺。同时,综述了β(β″)-Al_2O_3电解质陶瓷在储能电池、热力学研究以及传感器等方面的应用情况。

以β-Sialon为过渡层的Si_3N_4-Al_2O_3梯度材料的微波烧结行为及性能

在粉末叠层基础上于1550℃,保温30 min的微波烧结条件下,合成了以β-Sialon为过渡层,Si3N4和Al2O3为端元组分的梯度材料。SEM分析显示烧结试样表面气孔少,晶粒之间排列紧密,结构均匀;XRD分析表明由于组分之间的固溶反应,梯度材料中β-Sialon相的z值在1~3范围内呈现规律性变化。各烧结试样的体积密度在2.9~3.5 g/cm3之间,相对密度在90%~96%之间,热膨胀系数随着成份的变化而呈现出从Al2O3端到Si3N4端呈逐渐下降的趋势。

α-Al_2O_3:C单晶的β辐射热释光与光释光性能研究

以高纯碳粉作为碳源直接加入原料,采用导模法(EFG)生长了α-Al2O3:C单晶。研究了晶体经过低剂量β射线辐照后的热释光与光释光特性,α-Al2O3:C单晶的热释光发光曲线在350 K、540 K和689 K附近有3个热释光峰,540 K附近为主要热释光峰,689 K附近为新的热释光峰,发现晶体的陷阱能级深度发生变化并产生了新深度的陷阱能级;随着β吸收剂量的增加,发光强度也随之增强,但是3个热释光峰温位置大致保持不变。在多次连续同剂量辐照过程中,随着辐照次数的增加,主热释光峰强度增强,峰温向高温方向偏移。α-Al2O3:C单晶的光释光衰减曲线呈指数变化,其由前期快衰减部分和后期慢衰减部分组成,快衰减部分衰减速率随着吸收剂量的增加变化很小,而慢衰减部分衰减速率则有较为明显的减慢。在低剂量范围内(低于10Gy),热释光和光释光过程灵敏度不随吸收剂量而变化,剂量响应曲线呈线性的特点。

Pd-Al2O3-BEA催化剂催化油脂一步加氢制航空燃油烃类性能

采用浸渍法制备了系列H-β分子筛修饰的Pd/Al_2O_3催化剂,通过XRD、低温N2吸附、NH_3-TPD等分析表征技术和以油酸甲酯为模型化合物的加氢反应体系,探索了H-β分子筛的加入方式和含量对催化剂催化性能的影响。结果表明,由于加入方式不同,Pd-Al_2O_3-BEA催化剂组成要素之间的相互作用呈现较大差异,从而使其催化性能呈现较大不同。在Pd/(BEA-Al_2O_3)中,随着H-β分子筛加入量的增加,催化剂的比表面积、孔容、强酸酸量呈增大趋势,弱酸酸量呈先增大后减小趋势,平均孔径呈减小趋势。由于Pd/(45%BEA-Al_2O_3)催化剂具有合适的微孔孔分布、适中的强酸酸量、最大的弱酸酸量,使其呈现出最大的航空燃油烃类选择性,异构烷烃选择性和一定比例的环烷烃和芳香烃产物。

晶核剂对Li2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃结构和性能的影响

通过传统熔体冷却法制得了以P2O5和TiO2为晶核剂的Li2O-Al2O3-SiO2系统基础玻璃，并经过热处理制得了微晶玻璃。利用红外光谱分析、X射线衍射分析和扫描电子显微镜等对晶化试样的物相和显微结构进行了研究，着重探索了不同晶核剂对玻璃析晶、微晶玻璃结构、微晶玻璃力学和热学性能的影响。结果表明：TiO2更有利于玻璃析晶，但以P2O5为晶核荆的微晶玻璃具有更好的力学和热学性能。