ZrO_2添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷性能的影响

采用不同的氧化铝粉为原料,添加ZrO_2,通过冷等静压和烧结工艺制备了致密度较高的氧化铝陶瓷。研究了不同ZrO_2添加量和烧结温度对氧化铝陶瓷的显微组织、烧结性能和显微硬度的影响。结果表明,对于烧结温度为1 600℃和1 550℃的试样,ZrO_2分布在氧化铝晶粒晶界上,显著减少了烧结试样中的气孔。添加ZrO_2降低了烧结温度,提高了烧结试样的致密度,ZrO_2作为第二相也起到了弥散强化的作用。添加ZrO_2可显著改善ZTA复相陶瓷的烧结性能,大幅度提高其相对密度。ZrO_2的加入和烧结温度的提高,均能有效提高试样的抗弯强度。影响试样抗弯强度的因素包括试样的气孔率及试样组分及其性质和微观组织形貌,但试样的气孔率为主要影响因素。提高烧结温度和加入ZrO_2均是通过提高试样的相对密度,降低其气孔率实现力学性能的提升。

掺镱钇钪铝石榴石透明陶瓷制备及性能研究

采用共沉淀法,以聚乙二醇为分散剂,制备Yb:Y_3Sc_2Al_3O_(12)陶瓷粉体。通过X射线衍射和SEM测试分析,研究不同pH、沉淀干燥时间对粉体制备的影响,得到粉体的最佳制备工艺为:煅烧温度1000℃,pH值为7,煅烧时间2h,干燥时间21h,陶瓷粉体平均粒径约为100nm。采用冷等静压-真空烧结技术,在1750℃烧结20h和在1450℃退火20h得到Yb:Y3Sc2Al3O12透明陶瓷。制备的陶瓷样品尺寸为?10mm×lmm,晶粒的平均粒径为10μm,平均透过率为43%,入射光波长为1100nm时,陶瓷样品的透过率为50%。

Er,Yb∶(LaLu)_2O_3透明陶瓷制备及上转换发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备Er,Yb∶(La Lu)_2O_3陶瓷粉体,用X射线衍射对其进行了物相鉴定,研究表明1 000℃时已经得到纯相的(La Lu)_2O_3。采用冷等静压-真空烧结法制备了Er,Yb∶(La Lu)_2O_3和Er∶(La Lu)_2O_3陶瓷,对陶瓷的结构和光谱性能进行了详细的研究,研究发现掺杂5%Yb^(3+)和10%La^(3+)样品的上转换发光强度与未掺Yb^(3+)、La^(3+)样品相比明显增大,根据上转换光谱显示较强发射峰位于564 nm和661 nm处,对应Er^(3+)的~4S_(3/2)(~2H_(11/2))→~4I_(15/2)能级跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁,并讨论了Er^(3+)-Yb^(3+)的能量传递过程及其上转换发光机制。

Effect of BaO addition on relative density and electric conductivity of xNi/10NiO-NiFe_2O_4 cermets

xNi/10NiO-NiFe2O4 （x=5, 10, 17） cermets and those doped with 1% BaO （mass fraction） were prepared by cold isostatic pressing at 200 MPa and sintering in nitrogen atmosphere at 1 473 K. The effects of BaO addition on relative density, microstructure and electric conductivity of cermets were investigated. The results show that relative densities ofxNi/10NiO-NiFe2O4 cermets （x=5, 10, 17） doped with 1% BaO at 1 473 K in nitrogen atmosphere are increased by 0.49%, 1.45% and 2.99% compared with those of the undoped BaO cermets, respectively. Moreover, the electric conductivities （21.98, 28.37 and 50.10 S/cm） of xNi/10NiO-NiFe2O4 cermets （x=5, 10, 17） doped with 1% BaO at 1 233 K are improved compared with those （18.70, 22.79 and 39.58 S/cm） of xNi/lONiO-NiFe2O4 cermets （x=5, 10, 17）, respectively. This indicates that perhaps the addition of BaO or formation of BaFe204 and Ba2Fe2O5 has an active effect on electric conductivities ofxNi/10NiO-NiFe2O4 （x=5, 10, 17） cermets.

真空烧结技术制备Er:(Yb_(1–x)La_x)_2O_3透明陶瓷

采用冷等静压-真空烧结技术制备尺寸为?10 mm×l mm的Er:(Yb1–xLax)2O3陶瓷。通过分析粉体的X射线衍射谱和陶瓷的扫描电子显微镜照片,确定陶瓷制备条件为:在1 750℃烧结20 h和在1 450℃退火20 h。陶瓷样品在可见光波段透过率为50%左右,在近红外波段透过率最高达到82%。测试了陶瓷的吸收光谱、发射光谱和上转换发射光谱,并探讨了上转换发光机制。结果表明:陶瓷在977 nm处有强吸收,发射最强峰在1 545 nm处,上转换发出较强的绿光(542 nm)和蓝光(484 nm)。

Cu-TiN复合材料的制备方法及性能

利用粉末冶金工艺制备了Cu-TiN复合材料,对复合材料的显微组织和力学性能进行了分析,探讨了不同制备方法对复合材料性能的影响。结果表明,与纯Cu相比,加入TiN后,复合材料电导率明显下降。随着TiN含量的增加,材料的密度、抗拉强度、硬度和电导率降低。真空热压烧结法制备的复合材料的密度、硬度和电导率明显优于冷等静压烧结法制备的复合材料。

铥镱双掺氧化钆钇透明陶瓷的制备与发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备了(GdY)_2O_3:Tm,Yb粉体,并确定其制备工艺条件为:煅烧温度1 000℃,Gd^(3+)、Tm^(3+)、Yb^(3+)掺杂的摩尔分数分别为20%、4%、5%。以此条件得到的粉体的平均粒径约65 nm。粉体的发射光谱表明:在980 nm激发源激发下,在484 nm处得到的蓝光,对应于Tm^(3+)的1G4→3H6能级跃迁;在658 nm处得到的红光,对应于Tm^(3+)的3F2→3H6能级跃迁。用制备的粉体作为原料,采用真空烧结法制备(GdY)_2O_3:Tm,Yb陶瓷,其烧结工艺条件为:烧结温度为1 750℃,保温20 h。制备的陶瓷在400~3 300 nm波长范围内的平均透过率为71%。

铒镱双掺氧化镥钆透明陶瓷的制备及发光特性

采用柠檬酸燃烧法,1 000℃煅烧2 h得到Gd^(3+)掺杂量为25%(摩尔分数,下同)的Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷粉体。研究了Er^(3+)、Yb^(3+)掺杂量对粉体发光强度的影响。粉体的发光性能表明,掺杂量为4%Er^(3+)和5%Yb^(3+)的粉体样品的激发和发射光谱强度最大,在563和661 nm处有较强的发射峰,对应Er^(3+)的~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。采用掺杂量分别为4%Er^(3+)、5%Yb^(3+)和25%Gd^(3+)在1 000℃煅烧的Er,Yb:(LuGd)_2O_3粉体作为原料,用冷等静压–真空烧结技术在1 800℃烧结20 h制备出Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷,尺寸为?10 mm×l mm陶瓷样品的平均透过率为68.7%。陶瓷样品的上转换发射峰强度高于粉体样品。

Sm:(YLa)_2O_3透明陶瓷的制备及发光性能

以NH4HCO_3为沉淀剂,用共沉淀法制备Sm:(YLa)_2O_3纳米粉体,采用冷等静压-真空烧结技术在1 750℃烧结20 h得到Sm:(YLa)_2O_3透明陶瓷。研究了粉体的形貌、激发和发射光谱。结果显示:制备的纳米粉体呈球形,分散性好,粒度分布均匀,平均粒径约为75 nm,该粉体Sm^(3+)最佳掺杂摩尔分数为1%;最强激发峰位于408 nm处,对应于Sm^(3+)的~6H_(5/2)→~4F_(7/2)能级跃迁;最强发射峰位于609 nm处,对应于Sm^(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(7/2)能级跃迁。陶瓷样品的透过率和吸收光谱测试表明,陶瓷最佳烧结温度为1 750℃,在此温度下制备的陶瓷样品在可见光波段和红外波段的平均透过率分别为69.46%和74.77%。

原位自生TiB+TiC增强Ti-Fe基复合材料微观组织和力学性能研究

以Ti粉、Fe粉和B4C粉末为原料,采用冷等静压+高真空烧结方法制备了不同(TiB+TiC)增强相体积分数的Ti-Fe合金基复合材料(Fe元素质量分数为5%~15%),重点讨论了Fe含量和增强相对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,在1150~1250℃烧结温度下制备出Ti-Fe合金基复合材料致密度随Fe含量与增强相体积分数升高而降低。Fe含量增加使基体中α相层片状结构细化,而B4C粉末的添加生成原位自生TiC颗粒和TiB纤维增强相,基体结构由层片状转变为等轴状。材料力学性能随Fe含量和增强相体积分数增加而提高。在1150℃烧结制备的Ti-15%Fe-10vol%(TiB+TiC)复合材料硬度(HV)达到334,抗压强度达到2040 MPa。