不同纳米氧化铝含量Ni-P-Al_2O_3化学镀层的高温磨损性能

采用化学镀技术制备不同纳米氧化铝含量的Ni-P-Al2O3复合镀层,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对镀层的表面形貌、化学成分及微观结构进行表征,考察镀层在600℃下的高温氧化性能,并采用高温摩擦磨损试验机对镀层在200℃和600℃下的摩擦磨损性能进行测试,分析其磨损机理。结果表明:纳米氧化铝的加入可有效提高镀层的高温耐磨性能和抗高温氧化性能。随着镀液中纳米Al2O3用量的增加,镀层的氧化质量增加,摩擦因数先减少后增加,镀层的磨损机理发生变化。镀液中纳米Al2O3用量为3 g/L时,镀层具有优异的抗高温氧化性能、较低的摩擦因数和较低的磨损率。复合镀层在较高温度磨损过程中呈现出较高的磨损率和较低的摩擦因数。

氧化铝载体对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂上异丁烷脱氢性能的影响

采用盐酸回流法和氨水沉淀法合成了氧化铝载体,并通过络合真空浸渍法制备了不同来源氧化铝负载的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂。利用N2物理吸附、CO脉冲吸附、H2程序升温还原、NH3程序升温脱附、热重等手段对Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂进行了表征,以异丁烷脱氢为探针反应研究了氧化铝载体对该催化剂脱氢性能的影响。结果表明,与由盐酸回流法合成的载体制备的催化剂相比,采用氨水沉淀法合成的氧化铝载体制备的Pt-Sn-K/γ-Al2O3催化剂表面具有较小的Pt颗粒和较弱的酸性分布,其脱氢活性及异丁烯选择性更优。14 d的连续运行数据显示,由氨水沉淀合成的载体制备的催化剂,其抗积炭能力更强,反应后催化剂的积炭石墨化程度更低,因而具有更好的稳定性;在该催化剂上,异丁烷初始转化率为56.67%,14 d后仍能达到34.71%,异丁烯初始选择性为80%,7 d后维持在94%左右。

纳米Al_2O_3粉添加对氧化铝陶瓷烧结行为的研究

研究了纳米A l2O3粉添加对粗晶氧化铝陶瓷烧结行为,如体积密度、吸水率、气孔率、线收缩率的影响。结果表明:纳米A l2O3粉加入可以提高氧化铝陶瓷烧结活性,降低烧结温度,线收缩率随烧结温度提高和纳米A l2O3粉含量增加呈上升趋势。当纳米A l2O3粉加入量达到40%时,氧化铝陶瓷可以在1 550℃以下烧结致密。

纳米α-Al_2O_3粉添加对氧化铝陶瓷性能的影响

为了解决氧化铝陶瓷脆性大、均匀性差等问题,我们在微米氧化铝粉体中添加一定比例的纳米-αAl2O3粉,研究纳米-αAl2O3粉的添加和成型压力对微米氧化铝陶瓷显微结构和性能的影响。实验结果表明,在粉料挤压成型过程中,纳米-αAl2O3粉可填充到微米氧化铝粉体的孔隙之中,减小了孔隙尺寸;成型压力提高,可减少气孔数量,从而提高了陶瓷素坯的密度,改善了氧化铝陶瓷烧结后的密度和力学性能。

高能球磨预处理工业氧化铝对制备亚微米α-Al_2O_3形貌的影响

为了制备粒度均匀的亚微米α-Al_2O_3粉,以工业氧化铝(Al_2O_3的质量分数为99. 66%)为原料,研究了高能球磨时间(0、5、9和15 h)对工业氧化铝颗粒形貌及1 300和1 450℃煅烧3 h后制备亚微米α-Al_2O_3形貌的影响。结果表明:随着高能球磨时间从5 h延长至15 h,工业氧化铝的颗粒尺寸逐渐细化,聚集体(20～100μm)经高能球磨15 h后,粉碎为1μm左右、分散性较好的小尺寸团聚体; 1 300和1 450℃煅烧所得α-Al_2O_3的颗粒形貌与γ-Al_2O_3形貌密切相关,α-Al_2O_3的晶粒尺寸随γ-Al_2O_3高能球磨时间的延长而细化,粒度分布的均匀性也逐渐提高。综合对比高能球磨不同时间的工业氧化铝经高温煅烧后制备α-Al_2O_3粉的颗粒形貌,高能球磨15 h的工业氧化铝经1 450℃煅烧3 h制备所得亚微米α-Al_2O_3的晶粒分布良好,晶粒尺寸在500 nm左右。

Tb_2O_3掺杂对氧化铝陶瓷电弧管组织和性能的影响

通过掺杂不同浓度Tb2O3的重稀土氧化物,研究不同烧结温度下二元MgO-Tb2O3对氧化铝陶瓷电弧管组织与性能的影响,并与MgO-CaO掺杂体系进行比较。结果表明:在相同工艺条件下,CaO掺杂样品晶粒组织粗大且分布不均匀;添加重稀土氧化物Tb2O3可降低氧化铝陶瓷电弧管的晶体颗粒尺寸;在较低烧结温度下,掺杂Tb2O3能够细化晶粒、提高微观组织均匀性、消除晶粒异常生长及有效地改善透明氧化铝陶瓷电弧管的力学性能。

Y_2O_3掺杂氧化铝纳米复相陶瓷的制备及其显微组织结构分析

Y2O3和Al2O3的掺杂可以制备出高性能的纳米复相陶瓷,这种陶瓷的相对密度高、硬度大和断裂韧性好.本课题主要研究Y2O3作为增强剂加到Al2O3陶瓷对其陶瓷性能的影响及机理.本次实验通过改变Y2O3添加剂的含量,采用干压成型(35 MPa、30 s)以及无压烧结技术(1 550℃,1 600℃和1 650℃)制得陶瓷试样,使用电子天平,维氏硬度计,扫描电镜(SEM)对其相对密度、硬度、断裂韧性和显微组织结构进行分析,进而获得高硬度和断裂韧性的纳米复相陶瓷.

高温高表面氧化铝新材料制备的化学研究Ⅰ.硬水铝石法制高表面α-Al_2O_3

研究了由硬水铝石分解制备高表面α Al2 O3的生成条件 ,以及煅烧温度、时间对高表面α Al2 O3性质的影响规律和添加Si对高表面α Al2 O3热稳定性的影响。结果表明 ,由硬水铝石分解制得的高表面α Al2 O3具有孔容大、孔径小、α相结晶不完善的特点 :高温下高表面α Al2 O3不稳定 ,随煅烧温度增加 ,表面氧原子迁移加剧 ,微孔烧结 ,比表面降低。硅组分的添加能在一定程度上抑制表面氧原子的迁移 ,使α Al2 O3的α相保持完善和抑制微孔的烧结 ,从而增强了高表面α Al2 O3的热稳定性。

PVD法制备的TiAlN/Al_2O_3复合涂层氧化铝陶瓷刀具切削性能研究

在刀具表面沉积一层硬质、耐磨涂层,可有效提高刀具切削性能。目前刀具涂层的研究主要侧重于氮化物、碳化物等硬质涂层(基体为硬质合金),氧化物涂层(基体为陶瓷)仍未有突破性进展。文章涉及陶瓷基体表面的氮化物和氧化物涂层制备及切削性能研究。采用阴极电弧蒸发镀技术(PVD-CAE)和PEM辅助PVD工艺在氧化铝陶瓷刀具表面制备TiAlN硬质耐磨涂层(中间层)和Al_2O_3抗高温氧化涂层(外层)。采用扫描电子显微镜(SEM)和EDS线扫法分析涂层微观结构和元素成分变化,通过显微硬度计表征涂层表面硬度。通过连续干切削灰铸铁试验研究TiAlN/Al_2O_3涂层的切削寿命、磨损机理和加工表面质量。结果表明:该复合涂层具有细晶致密的微观结构;TiAlN硬质层可将刀具表面硬度提升至2781±19HV_(50g),从而提高了刀具耐磨性;连续干切削灰铸铁试验中,无涂层氧化铝刀具发生崩刃破损,而TiAlN/Al_2O_3涂层刀具主要发生磨粒磨损和少量的粘结磨损,无崩刃现象;PVD法制备的TiAlN/Al_2O_3涂层刀具寿命是常规无涂层氧化铝刀具的2倍以上,且加工表面质量优良而稳定。

活性氧化铝微粉种类对钢包用ρ-Al2O3结合Al2O3-MgO浇注料性能的影响

为了改善Al2O3-MgO浇注料的常温以及高温性能,对比研究了活性氧化铝微粉种类(PBR、PFR40、M)对钢包用Al2O3-MgO浇注料流动值和脱模、烘后、1550℃热处理后常温性能及高温性能的影响。结果表明:1)采用振动台法,加入PFR40的浇注料试样的流动值更大;2)加入PFR40的浇注料试样脱模和烘后的显气孔率最小,具有较好的抗渣渗透性,且常温耐压强度最高;3)加入PFR40的浇注料试样有较好的抗热震性能和高温抗折强度。

分散剂及氧化铝微粉对钢包用Al_2O_3-MgO浇注料施工性能的影响

为了提高Al_2O_3-Mg O浇注料的施工性能,以板状刚玉颗粒(粒度分别为5~3、3~1、≤1 mm)和细粉(粒度≤0.074 mm)、电熔镁砂(粒度≤1 mm)、活性氧化铝微粉(PFR40、PBR和CL)、煅烧氧化铝微粉(AC34B5和CT)为主要原料,以铝酸钙水泥(Secar 71)为结合剂,以聚羧酸类减水剂WS、FS和AD为分散剂,制备了Al_2O_3-Mg O浇注料。研究了分散剂种类和外加量[分别为0.4%(w)的WS、0.2%(w)的FS和1%(w)的AD],单一活性氧化铝微粉种类(分别为PFR40和PBR),以及复合氧化铝微粉种类(分别为PFR40-AC34B5复合粉和CL-CT复合粉)及其复合比例(质量比,均从9/0逐渐减小至3/6)对浇注料的流动值及烘干后试样的显气孔率、体积密度、常温抗折强度和常温耐压强度的影响。结果表明:1)在加入单一氧化铝微粉PBR或PFR40时,外加0.4%(w)WS的浇注料的流动性能及烘干后试样的综合性能比外加0.2%(w)FS或1%(w)AD的好。2)加入PFR40-AC34B5复合粉的浇注料的流动值比加入CL-CT复合粉的浇注料的略大;随着PFR40与AC34B5或CL与CT复合比例的减小,浇注料的流动值及烘干后试样的致密度均呈减小趋势,烘干后试样的强度变化不大;但考虑到活性氧化铝微粉的价格较高,应选择合适的复合比例。

以氢氧化铝为原料制备亚微米级α-Al_2O_3粉体

以氢氧化铝为原料,将其洗涤预处理后在1 200,1 230,1 250,1 350,1 430℃下煅烧,然后再球磨不同时间制得Al2O3粉体,研究了原料预处理、煅烧温度及球磨时间对煅烧后Al2O3产物中α相的转化率、比表面积及粒径的影响。结果表明:原料预处理可以明显降低原料中Na2O的含量,从而提高煅烧后Al2O3产物中α相的转化率,并降低产物中Na2O的含量;最佳的煅烧温度为1 250℃,该温度下制备的α-Al2O3具有较高的转化率和较好的活性,经球磨8h后,其粒径可以达到亚微米级。

氧化铝成型的Pt-SO42-/ZrO2-Al2O3上n-C50/C60的异构化性能

采用浸渍法制备了Pt-SO4^2-/ZrO2-Al2O3(PSZA)催化剂,考察了黏结剂拟薄水铝石的来源对PSZA异构化活性和机械强度的影响,确定了较为适合的黏结剂来源。对氢氧化锆母体制备进行从25g放大10倍至250g,研究放大催化剂的异构化性能。在此基础上考察了Al2O3黏结剂含量对PSZA异构化活性和机械强度的影响。采用XRD、TG、XRF等手段对催化剂进行了表征,结果表明:拟薄水铝石的来源不同,结晶度不同,制备的催化剂的异构化活性与机械强度均有差别,拟薄水铝石的结晶度越高,制备的催化剂上的硫含量越低,异构化活性越高,机械强度也越高。此外,放大10倍制备的催化剂异构化性能没有明显变化。黏结剂含量对催化剂的初始异构化活性没有明显影响,而反应稳定性随着黏结剂含量的提高大幅度降低。兼顾催化剂的异构化活性与机械强度,较适宜的Al2O3质量分数为5%~10%。

氧化铝载体孔结构对长链正构烷烃(C_(16)～C_(19))脱氢Pt-Sn-K/Al_2O_3催化剂性能的影响

通过N2吸附-脱附法对4种Al2O3载体进行孔结构表征,采用等体积真空浸渍法制备Pt质量分数0.5%的Pt-Sn-K/Al2O3催化剂,以直链烷烃C16-C19脱氢反应为探针,考察Al2O3载体孔结构对催化剂脱氢性能的影响。结果表明,催化剂载体的孔容、平均孔径和比表面积之间存在相互制约的关系。载体孔容和平均孔径大,则其比表面积相对较小。对于直链烷烃C16-C19脱氢催化剂,较大孔容、孔径和一定比表面积的Al2O3载体为最佳,孔容和孔径较小的催化剂脱氢活性和稳定性较差。

多孔阳极氧化铝膜及Al_2O_3/TiO_2纳米复合结构新工艺

研究多孔阳极氧化铝膜新工艺。通过扫描电子显微镜（SEM）、System Six X射线能谱仪（EDS）、X射线电子衍射（XRD）、精密pH计和TT-230涡流测厚仪,对其进行了表征。研究了电解液浓度,氧化温度、电压、时间和扩孔时间对膜形成的影响。确定氧化工艺,新工艺拓展氧化温度的范围（15～40°C）。制备具有高度有序的氧化铝模板和TiO2/Al2O3复合纳米结构。

铈掺杂Ru/Al_2O_3催化臭氧氧化降解邻苯二甲酸二甲酯

考察了铈(Ce)的掺杂对Ru/Al2O3催化臭氧氧化邻苯二甲酸二甲酯(DMP)溶液过程的影响.结果表明,Ce的掺杂可以显著提高臭氧氧化的效果,反应100min后,TOC的去除率可以由原催化剂的61.3%提高到75.1%,而单独臭氧氧化仅有14.0%.在实验范围内,Ru和Ce同时浸渍催化效果较好,且活性组分的溶出最少,Ce的最佳掺杂量为1.0%.通过催化剂吸附试验、单独臭氧氧化试验、Ce的均相催化试验及Ru-Se/Al2O3催化剂的非均相催化实验,证明Ru-Ce/Al2O3催化剂对DMP溶液臭氧氧化体系TOC的去除率达到50%,这是基于Ru-Ce/Al2O3催化剂的非均相催化作用.

K_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系统牙科微晶玻璃匹配氧化铝陶瓷的初步研究

目的:研究K_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系统牙科微晶玻璃匹配氧化铝陶瓷的热处理温度制度。方法:根据氧化铝陶瓷的热膨胀系数调整K_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系统牙科微晶玻璃的原材料配比,利用K_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系统牙科微晶玻璃的热处理温度制度形成微晶玻璃-氧化铝陶瓷复合材料;利用偏振光显微镜和X射线衍射分析仪观察样品的形态及显微结构特性,利用材料试验机测试材料的抗压强度。结果:经过原材料组份的调整,白榴石晶粒约1.0μm、在玻璃基质中分布均匀;微晶玻璃-氧化铝陶瓷复合材料的抗压强度为500MPa。结论:K_2O-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2系统牙科微晶玻璃的热处理温度制度适合匹配氧化铝陶瓷。

TiO_2烧结助剂对纳米η-Al_2O_3制备氧化铝陶瓷的影响

为降低氧化铝陶瓷制备成本,改善其性能,以价格低廉的纳米η-Al_2O_3为原料,TiO_2为烧结助剂,制备氧化铝陶瓷。研究了TiO_2加入量对纳米η-Al_2O_3氧化铝陶瓷的体积密度、显气孔率、物相组成和微观结构的影响。结果表明:TiO_2通过增加氧化铝中铝离子点缺陷数量而提高其扩散系数,促进氧化铝陶瓷的致密化及晶粒的生长。η-Al_2O_3到α-Al_2O_3的相变首先在氧化铝颗粒表面进行,然后迅速扩散至内部完成。通过计算晶胞参数大小,定量证明刚玉晶体发育良好,引入适量TiO_2对氧化铝陶瓷高温性能和化学稳定性影响较小。当TiO_2加入量为2wt%,烧结温度为1600℃时,氧化铝陶瓷的性能优良,体积密度为3. 70 g/cm^3、显气孔率为1. 2%,存在一定数量的晶间气孔和晶内气孔,晶体间结合紧密,晶粒尺寸10～30μm。

纳米η-Al_2O_3无压烧结制备单相氧化铝陶瓷

采用99%纳米η-Al_2O_3为原料,无压烧结制备单相氧化铝陶瓷,通过TG-DSC、XRD和SEM等手段对试样进行分析和表征,并测试其力学性能。结果表明:纳米η-Al_2O_31084.8℃时转变为α-Al_2O_3,转变温度小于理论转变温度;晶型转变释放的能量能够降低氧化铝陶瓷的烧结温度,1550℃时试样的相对密度达91.48%,显气孔率为2.45%,断裂韧性较高。由于η-Al_2O_3的密度小于α-Al_2O_3,无压烧结时试样发生晶型转变产生体积收缩,致密性较低,直接用η-Al_2O_3制备致密的单相Al_2O_3陶瓷较为困难。

Eu_2O_3掺杂量及烧结温度对氧化铝基微波陶瓷性能的影响

选用MgO-CuO-TiO_2-Eu_2O_3添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,在空气气氛下经过常压烧结制备Al_2O_3陶瓷。采用XRD,SEM及EDS等方法研究Eu_2O_3掺杂量以及烧结温度对Al_2O_3基微波陶瓷样品物相组成,微观结构和介电性能的影响。结果表明:添加Eu_2O_3的Al_2O_3陶瓷中,均存在Al2Eu2O9次晶相,且随着Eu_2O_3含量的增加,Al2Eu2O9相增加;随着Eu_2O_3添加量的增加,Al_2O_3陶瓷试样致密度先增加后降低;随着烧结温度的增加,Al_2O_3陶瓷的介电常数和品质因数Q·f值先增加后降低。烧结温度为1450℃,Eu_2O_3添加量为0.25%(质量分数)时,烧结体的相对密度达到最大值98.21%,且Al_2O_3陶瓷的介电性能较好:介电常数为10.05,品质因数Q·f为37984GHz。