Al_2O_3掺杂对微波介质陶瓷Ca_(0.16)Sr_(0.04)Li_(0.4)Nd_(0.4)TiO_3烧结特性和微波介电性能的影响

采用固相反应法在1300℃烧结4 h得到了致密的具有钙钛矿结构的Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3微波介质陶瓷。通过X射线衍射仪、扫瞄电子显微镜和矢量网络分析仪系统的研究了不同含量Al2O3掺杂对Ca0.16Sr0.04Li0.4Nd0.4TiO3(CSLNT)陶瓷的烧结行为、晶体结构、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,对于CSLNT+xwt%Al2O3陶瓷,随着Al2O3掺杂量的增加,介电常数(εr)有轻微的降低,而温度系数(τf)有所增加;由于第二相的出现导致了品质因子(Q·f)先增后减。当Al2O3掺杂量为2wt%时,其介电性能最佳的致密化烧结温度为1200℃,此时具有最佳的微波介电性能:εr=112.6,Q·f=1698 GHz和τf=31.9 ppm/℃。

压力下Mg-Al-Ca合金中Al_2Ca相结构、弹性及电子性能的第一原理研究

采用基于密度泛函理论的CASTEP程序包,计算了不同压力下Al2Ca相的结构、弹性与电子性能。计算所得0 GPa下Al2Ca的晶格参数与实验和其他理论值相吻合。结果表明：随压力增大,Al2Ca相的体模量B、剪切模量G、杨氏模量E增大,材料的硬度增大;且压力低于30 GPa时,Al2Ca为脆性相,之后随压力的增大,材料呈延性,增大压力提高了材料的塑性和延展性。态密度计算结果表明：在压力0~50 GPa下,随压力增加,结构稳定性变差,但其结构仍然是稳定的,没有发生相转变。

Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu^(2+),Nd^(3+)长余辉发光粉的合成及其发光性能

采用燃烧法合成出Ca12Al14O33:Eu2+,Nd3+靛蓝色长余辉发光粉。利用XRD和FE-SEM对产物的物相结构和形貌进行了表征,用激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对样品的发光性能进行了分析。通过正交试验设计,以余辉时间为指标,研究了Eu2+的掺杂量、Nd3+的掺杂量、H3BO3的用量以及尿素的用量对制备条件的影响。研究结果表明:最优化方案制备的Ca12Al14O33:Eu2+,Nd3+长余辉发光粉的发射光谱呈宽发射谱带,波长范围为390~530 nm,发光峰值位于443 nm,余辉时间长达3 240 s。

Al_2O_3掺杂对Ca_(0.2)Sr_(0.05)Li_(0.375)Sm_(0.375)TiO_3微波介电性能的影响

采用固相烧结法制备了掺杂Al2O3的Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375Ti O3微波介质陶瓷。研究了Al2O3掺杂对Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375Ti O3的助烧效果、物相结构、显微组织和微波介电性能的影响规律。结果表明:Al2O3的添加降低了Ca0.2Sr0.05Li0.375Sm0.375Ti O3陶瓷的烧成温度,但对物相基本无影响。此外,高含量Al2O3的添加能促进晶粒细化。此体系陶瓷的最佳介电性能为:Al2O3含量为0.9wt%且烧成温度为1250℃时,εr=110.8、Q·f=4159.6 GHzτf=49.4 ppm/℃。

Ca_2BO_3Cl:Eu^(2+),Nd^(3+)的近红外发光与能量传递

用高温固相法制备Ca2BO3Cl:Eu2+,Nd3+近红外发光材料,并运用X线衍射、近红外发光光谱、激发光谱和发射光谱等手段对材料进行表征;研究Eu2+对Nd3+近红外发光性能的影响及相对强度变化的规律,探讨该体系中Eu2+对Nd3+的能量传递机理。研究结果表明:Eu2+的掺入可提高Nd3+的近红外发光强度,当Eu2+和Nd3+的掺杂量(质量分数)分别为3%和5%时,近红外发光最强;Eu2+通过无辐射传递方式向Nd3+有效地传递能量,对Nd3+近红外光有很好的敏化作用。

Er^(3+)单掺、Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2的制备及上转换发光性质

利用高温固相法成功制备了Er^(3+)单掺、Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2上转换发光样品。在980 nm激光激发下,Er^(3+)单掺和Er^(3+)/Yb^(3+)共掺杂样品均呈现出较强的绿光(528,549 nm)和较弱的红光(655 nm)发射,分别归因于Er^(3+)离子的~2H_(11/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)能级跃迁。随着Er离子浓度的增加,单掺杂样品上转换发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为0.8%。共掺杂Yb^(3+)后,Er^(3+)的发光强度明显增大。还原气氛下合成的样品上转换发光强度增大约两倍,可能和笼中阴离子基团变化有关。发光强度和激发光功率的关系表明所得上转换发射为双光子吸收过程,借助Er^(3+)-Yb^(3+)体系能级结构详细讨论了上转换发射的跃迁机制。

热处理对Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金组织及力学性能影响

利用带有EDS的电子显微镜和X射线衍射仪分析了铸态和热处理后的Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的组织特征并测试铸态和热处理后合金常温、高温(150℃)力学性能,结果表明:合金中强化相为Mg2Si和Al2Ca;铸态下Mg2Si由于Ca的变质作用呈有不闭合孔洞的多边形,Al2Ca大多以不连续骨骼状共晶出现;经热处理后,Mg2Si基本没有变化;不连续骨骼状共晶组织消失并析出块状、颗粒状Al2Ca,且随T6处理中时效时间增长析出量越来越多并有聚集生长趋势;T6(420℃×24h+200℃×24h)处理为Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金的最佳热处理工艺,此时力学性能最佳;强化相Al2Ca的形貌及分布对于Mg-5Al-2.5Ca-0.9Si合金高温力学性能的影响较对常温力学性能的影响更为明显.

不同类型含钛高炉渣主要冶金性能及物相

根据渣中TiO_2及Al_2O_3质量分数不同对高炉渣进行划分,以钒钛磁铁矿现场高炉渣为基准,采用纯化学试剂配制渣样,在中性气氛下对比研究低、中、高钛型钒钛矿高炉渣及低、中、高铝型钒钛矿高炉渣主要冶金性能。同时,运用XRD物相分析及Factsage 6.4热力学软件对各渣系主要组成物相及其变化进行分析。研究结果表明:低、中、高钛渣熔化性温度逐渐增大,初始黏度和高温黏度降低,渣系热稳定性和化学稳定性先变好后变差,渣中黄长石相骤减,辉石、钙钛矿相数量增多。低、中、高铝渣熔化性温度、初始黏度和高温黏度升高,渣系热稳定性和化学稳定性变差,渣中镁铝尖晶石等高熔点物相数量增多。

Ca对Mg-8Al镁合金显微组织和力学性能的影响

对Mg-8Al合金加不同含量Ca后的镁合金显微组织进行观察,结合XRD、EDS能谱分析,研究了Ca合金化对Mg-8Al合金组织和性能的影响。结果表明:Mg-8Al合金通过Ca合金化后,铸态显微组织得以细化,共晶β-Mg17Al12相变得断续、细小;合金组织中有新相Mg2Ca形成,由于Ca原子与Mg原子的置换作用,使β-Mg17Al12相中也存在Ca元素;合金化后的组织综合力学性能有所提升,尤以Mg-8Al-0.5Ca合金性能最优,这较合金化前有大幅提高。

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅱ:热分解特性

分别以NaOH和Ca(OH)2作为碱化剂,合成了聚合氯化铝铁(PAFCNa,PAFCCa),比较样聚合氯化铝(PACNa,PACCa)、聚合氯化铁(PFCNa,PFCCa),制成低温干燥样进行热分解检测。热重分析证明,PAFCCa中的含水量高,主要是配位水与结晶水。当n(A l)/n(Fe)>5∶5后,PAFCCa的含水量平均为42.3%。按Ca6A l2(SO4)3(OH)12.26H2O分子式计算,钙矾石的结构水(含OH水)含量为43.06%,两者含水量相当接近。TG-DTG热分析结果支持XRD对PAFCCa中存在含Ca3A l2(OH)12柱体的类钙矾石结构体的认定。PAFC-Ca根据其DTG曲线上的125℃和180℃两个脱水速率(肩)峰可以判别其中有无钙矾石结构体,以及相对量的多少。

拟薄水铝石的老化及晶相转变

以理学D/max-3B X-射线衍射仪、TG-DTA、IR-440红外光谱法,研究了拟薄水铝石的老化及晶相转变。随老化时间的延长,〔AlOOH〕·nH_2O结构有序度增强。赋存于〔AlOOH〕·nH_2O粉体中的Al(OH)_3有三种晶型,拟薄水铝石与杂相有六种共存方式。含湿贮存12年的研究表明,胶质拟薄水铝石易向氢氧化铝晶相转化;而老化拟薄水铝石是比较稳定的,不易产生相变。

轧制方向对喷射沉积含Nd镁合金第二相及织构影响

采用喷射沉积技术制备Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-2Nd合金沉积坯,对其进行挤压预变形和轧制变形（T=350℃,ε=25%和35%）,利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）研究轧制变形对镁合金组织及织构的影响。结果表明：尺寸不对称的镁合金板材在350℃分别经过90°和0°方向轧制后,镁合金除了有Mg基体、（Ca,Nd）Al2（块状和颗粒状C15相）相外,在0°方向轧制后还存在Mg0.97Zn0.03相。随道次压下率（ε=25%和35%）增大,分别沿90°和0°方向轧制后颗粒状C15粒子会明显增多,但在90°方向轧制后块状、颗粒状C15粒子均发生＂团聚现象＂。0°方向轧制过程中细小弥散的C15粒子阻碍位错运动形成位错缠结区有利于Zn元素扩散,是0°方向轧制Mg0.97Zn0.03相保留的重要原因;随道次压下率增大,在0°方向变形后尺寸不对称的镁合金板材形成较弱（0002）基面织构的同时且柱面织构{1120}〈1010〉和锥面织构{1012}强度也逐渐增强,即实现了镁合金形变织构的随机化,轧制过程中基面滑移Schmid因子变化是影响尺寸不对称镁合金形变织构随机化的主要原因。

挤压态X20镁合金固溶处理过程中Al_2Ca的形成机理(英文)

对Ca含量为2wt%的挤压态X20镁合金在410 ℃固溶处理20 h,采用光学显微镜 (OM)、扫描电镜 (SEM) 结合能谱分析 (EDS)以及透射电镜 (TEM) 对固溶处理前后的组织进行了表征,利用XRD衍射仪考察了固溶处理前后合金的相组成。结果表明,经固溶处理后,合金初始组织中β-Mg17Al12相的数量明显减少,同时析出新相Al2Ca。Al2Ca的形成可归结于残余β-Mg17Al12中高的Ca原子所造成的Mg原子被Ca原子取代,同时Al2Ca相自身高的结构稳定性也是其在Mg-Ca和Al-Ca系竞争析出中胜出的原因。

Ca对Mg-5Al-1Bi合金显微组织和力学性能的影响

使用X射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜、能谱仪及力学性能测试等试验手段,研究了Ca含量对铸态Mg-5Al-1Bi镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,铸态Mg-5Al-1Bi镁合金由α-Mg基体和β-Mg17Al12相组成,加入Ca后,合金晶粒细化,β-Mg17Al12相的数量减少,由连续变得较为分散。当Ca含量达到3%时,合金中生成新的第二相Al2Ca。高熔点相Al2Ca在高温条件下能钉扎晶界,阻碍晶界滑移,有利于提高合金的高温蠕变性能。合金硬度和屈服强度随着Ca含量的增加而提高,而抗拉强度和伸长率下降。

MgCl_2侵蚀对水泥-矿渣硬化浆体相组成与演变的影响

研究了10%质量浓度的MgCl_2侵蚀溶液下,不同矿渣掺量(0%、20%、40%、60%)水泥-矿渣硬化浆体在不同侵蚀龄期的水化程度、水化产物相组成、C-S-H凝胶的平均分子链长(MCL)、含铝相产物迁移与转变规律。XRD、29SiNMR、27AlNMR和SEM-EDS测试结果可知:随着矿渣掺量的增加,硬化浆体固化Cl-能力增加。同时,矿渣中的Al[4]-S水解可进入C-S-H凝胶硅氧链,C-S-H凝胶Al[4]/Si增加,进而提高硬化浆体的抗MgCl_2侵蚀溶液的脱铝作用;且矿渣的掺入降低了C-S-H凝胶Ca/Si,提高了C-S-H凝胶稳定性。随着MgCl_2侵蚀龄期的延长,纯水泥硬化浆体中含铝相水化产物向Al[6]-E转化,水泥-矿渣硬化浆体含铝相水化产物向Al[6]-M/F转化。

干湿循环MgCl2侵蚀对硅酸盐水泥浆体相组成和演变的影响

研究了质量分数10%的MgCl2溶液和干湿循环耦合侵蚀对硅酸盐水泥浆体的水化进程、C-(A-)S-H凝胶微结构和水化产物相转变的影响规律。XRD、NMR和SEM-EDS测试分析的结果表明:MgCl2侵蚀水泥水化浆体的主要产物为Mg(OH)2和Friedel盐,高浓度时Cl-会与Ca2+结合形成3CaO·CaCl2·15H2O结晶,造成浆体破坏。此外MgCl2侵蚀还会导致浆体中C-(A-)S-H凝胶产生脱铝脱钙,其MCL增加、Al[4]/Si降低,降低C-(A-)S-H凝胶的胶凝能力。干湿循环耦合MgCl2侵蚀可以加速水泥浆体与外界的离子交换,促进了硅酸盐水泥的水化,也加剧了MgCl2对水泥浆体的侵蚀,造成以上侵蚀现象更加严重。

镝的分布对烧结和时效含镝钕铁硼永磁合金性能的影响（英文）

研究了烧结和时效含镝钕铁硼磁体。通过对不同状态磁体的磁滞曲线,场发射扫描电镜以及能谱对磁体的磁性能,微结构以及成分进行了分析。结果表明,除了主晶相外,镝元素主要分布在富钕相,钕镝氧化物和位于晶界的富镝颗粒中。优化时效过程促进了镝在磁体中合理的扩散以及分布,镝在烧结磁体,高温时效磁体以及优化时效磁体中富钕相,钕镝氧化物以及含镝颗粒中的含量减少,证明了优化时效后,镝元素在磁体中的合理分布,导致了含镝钕铁硼永磁合金矫顽力的提高。

羰基硫与气溶胶典型组分的复相反应机制

羰基硫(COS)是大气中含硫气体之一,它可以通过大气化学反应形成硫酸盐气溶胶,影响大气辐射平衡,导致全球气候变化.COS在大气中可通过与OH·自由基、活性氧原子等均相反应过程发生化学转化,但其与大气颗粒物的复相反应的研究甚少.考察了COS与大气颗粒物中较常见的氧化物成分Al2O3,CaO,SiO2,Fe2O3和MnO2等发生复相转化的能力,利用原位傅里叶红外光谱(insituFTIR),X射线光电子光谱(XPS),比表面积分析等手段确定了COS的转化产物,讨论了反应的动力学过程和转化途径.结果表明,常温下COS能与多种氧化物反应,产物为CO2,单质S以及24SO-.各种氧化物对COS催化反应能力有较大差异,Al2O3表现出很强的催化活性,Fe2O3次之,CaO反应微弱,SiO2和MnO2则无明显反应活性.氧化物表面的吸附氧和羟基是COS转化的主要反应中心.体系中氧气过量时,Al2O3催化COS遵循准一级反应动力学规律,其酸碱性对催化活性影响很大,COS在碱性、中性和酸性Al2O3上的表观反应速率常数分别为1.5110-4,9.8110-5和3.0610-6s-1.

含钛高炉渣黏度和熔化性能

基于混料试验中单纯形质心法建立了CaO-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)-MgO-2%TiO_(2)渣黏度和熔化性能预测模型,利用预测模型、FactSage和X射线衍射(XRD)研究了不同w(Al_(2)O_(3))含钛炉渣的冶金性能,并探讨了高Al_(2)O_(3)炉渣中w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))对黏度和熔化性能的影响。结果表明,炉渣黏度和熔化性能预测模型具有较高的精度,误差分别小于5%和2%。随着Al_(2)O_(3)质量分数由10%增加至18%,黏度(η)、熔化性温度(t_(M))和液相线温度(t_(L))均升高;低熔点相黄长石(Melilite)开始析出温度和析出量逐渐增大,高熔点相钙钛矿(CaTiO_(3))和低熔点相硅灰石(CaSiO_(3))开始析出温度先增大后减小,还析出了少量高熔点相尖晶石。当Al_(2)O_(3)质量分数小于15%、温度为1450~1525℃时,炉渣黏度均小于0.55 Pa·s,且温度为1500℃时黏度为0.32~0.39 Pa·s,t_(M)和t_(L)分别为1370℃和1330℃;Al_(2)O_(3)质量分数为15%~18%,炉渣析出的高熔点相CaTiO_(3)和尖晶石较多,黏度对温度较为敏感,1525℃时黏度为0.3 Pa·s左右,1450℃时黏度增加至0.8 Pa·s。随着w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))由0.24增加至0.72,炉渣黏度降低,t_(M)和t_(L)增大;Melilite开始析出温度约为1425℃,CaTiO_(3)开始析出温度由1310℃大幅增加至1394℃,CaSiO_(3)析出量降低,尖晶石析出量明显增加。此外,不同w(Al_(2)O_(3))和w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))炉渣基础相均为Melilite,其开始析出温度高于CaTiO_(3);w(Al_(2)O_(3))对t_(M)和Melilite开始析出温度影响显著,w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))对t_(L)和CaTiO_(3)开始析出温度影响显著。当碱度为1.21时,高Al_(2)O_(3)炉渣适宜w(MgO)/w(Al_(2)O_(3))为0.48~0.60,t_(M)和t_(L)分别为1400℃和1340℃左右,炉渣流动性和稳定性较好。

喷射沉积挤压态镁合金的热压缩变形行为

以喷射沉积技术制备Mg-9Al-3Zn-1Mn-6Ca-1Nd合金的沉积坯,对其进行挤压变形和热压缩变形,重点研究了挤压态镁合金的热压缩变形行为和组织演变。结果表明,挤压态镁合金为α-Mg和微米级"含Nd的Al2Ca相"的双相组织;当应变速率一定时,流变应力随温度的升高而降低,当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大。当温度和应变速率一定时,Mg基体的轴比(c/a)随变形程度的增加而降低,"拉压不对称性"得到改善。