稀土氧化物改性氧化锆/铂铝热障涂层的制备及其高温性能

针对我国某型航空发动机涡轮叶片用DZ125与DZ406高温合金,开展了稀土氧化物改性氧化锆/铂铝热障涂层体系的制备工艺及涂层高温性能研究。采用电镀Pt和气相渗铝的工艺制备了PtAl金属粘结层,研究了镀Pt前处理、不同镀Pt层厚度以及渗铝温度等关键工艺参数对涂层的微观结构和抗高温氧化性能的影响规律。采用优化后的涂层工艺制备的PtAl粘结层在1150℃时的抗氧化性能优异。采用电子束物理气相沉积(EB–PVD)在PtAl粘结层表面制备了稀土氧化物改性的氧化锆(GYb–YSZ)陶瓷涂层。由GYb–YSZ和PtAl组成的热障涂层在1050℃热循环4320次(1050℃保温时间720 h)后,涂层表面状态完好,未发现明显剥落现象,表明该热障涂层体系具备良好的热循环性能。

稀土改性锂基氧化物固态电解质研究现状与展望

全固态锂电池具有能量密度高和安全性好等优点,成为新能源领域的研究热点。固态电解质作为全固态锂电池的核心部分,决定了电池的能量密度、循环稳定性以及安全性等。其中,氧化物固态电解质因离子电导率高、电化学窗口宽、力学性能优异而备受青睐,所涉及的研究体系主要包括石榴石型、NASICON型以及钙钛矿型固态电解质。然而,烧结温度高、室温离子电导率低、结构不稳定使其难以满足实际应用。本文概述了石榴石型、NASICON型以及钙钛矿型氧化物固态电解质近年的研究现状和存在的问题;总结了具有大离子半径、高价态、低电负性、可变配位数和4f5d电子结构的稀土离子在改性氧化物固态电解质时起到的增加致密度、提高离子电导率以及稳定高离子导电晶相的作用;分析了当前稀土改性氧化物固态电解质面临的主要科学问题和技术瓶颈;最后,对未来稀土改性氧化物固态电解质发展方向进行了展望。

稀土氧化物种类和热处理温度对合成镁锆砂性能的影响

为充分利用辽南地区的低品位菱镁矿,制备优质镁质合成耐火原料,以岫岩二级菱镁矿和脱硅锆为主要原料,分别加入2%(w)的CeO_(2)、Y_(2)O_(3)、La_(2)O_(3)稀土氧化物,于1500、1600、1700℃热处理3 h后得到镁锆砂试样,研究了稀土氧化物种类与热处理温度对镁锆砂性能及显微结构的影响。结果表明:1)与未添加稀土氧化物的试样相比,添加了稀土氧化物试样的抗热震性提高,体积密度增大,显气孔率减小;2)加入2%(w)CeO_(2)的镁锆砂试样经1700℃热处理3 h后,其体积密度最大,显气孔率最小,抗热震性最好。

稀土氧化物改性牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究

评估稀土氧化物改性牙色氧化锆(四方多晶)陶瓷机械性能,为临床应用提供依据。方法:着色剂选择过渡元素氧化物和稀土氧化物,前者选择MnO2、后者包括Er2O3、CeO2、Pr6O11,将质量分数不同着色剂添加到四方多晶氧化锆粉中,对牙色氧化锆(四方多晶)进行制备,共6组,对断裂韧性、维氏硬度、弯曲强度各项机械性能实施测试,对显微机构(断裂面)利用显微镜进行观察,对断裂模式进行分析。结果:(1381±16)MPa为最大维氏硬度,(1330±18)MPa最小维氏硬度;(5.65±0.37)MPam1/2为最大断裂韧性,(4.71±0.30)MPam1/2为最小断裂韧性;(961±18)MPa为最大弯曲强度,(791±19)MPa为最小弯曲强度;多晶结构(致密)为显微结构,呈混合型断裂模式。结论:牙色氧化锆(四方多晶)着色剂选择稀土氧化物进行制备,维氏硬度和断裂韧性均良好,可满足口腔修复临床应用。

烧结次数对稀土氧化物着色齿科四方多晶氧化锆陶瓷的色度学影响

目的探讨烧结次数对以稀土氧化物作为着色剂制备的与天然牙颜色匹配的齿科四方多晶氧化锆陶瓷颜色的影响。方法采用内着色法制备6种不同着色剂成分含量的与天然牙色匹配的齿科钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷(S1、S2、S3、S4、S5、S6)试件,并使用ShadeEye NCC电脑比色仪对不同烧结次数的试件的颜色进行色度测定,采用SAS 6.12统计软件对反复烧结不同次数的颜色参数变化进行单因素方差分析。结果 6种试件反复烧结后的色差变化范围为0.10～1.47,其中S1、S2、S6试件的明度值降低(P<0.05),S3、S4、S5试件的明度值无明显变化(P>0.05),而6种试件的色相值和彩度值均无明显变化(P>0.05)。结论稀土氧化物着色齿科四方多晶氧化锆陶瓷的颜色稳定性高,反复烧结对其色度无明显影响。

改性钛锆复合氧化物催化环己酮肟气相Beckmann重排反应

制备了经SO42-,PO43-,MoO3,WO3和B2O3改性的钛锆复合氧化物(TiO2-ZrO2)催化剂,并用常压连续流动固定床微型反应器考察了它们对环己酮肟气相Beckmann重排反应制己内酰胺的催化性能.结果表明,在反应温度300℃时,B2O3/TiO2-ZrO2具有较高的己内酰胺选择性(97.0%)和收率(96.7%),且明显高于B2O3/TiO2和B2O3/ZrO2催化剂.用N2吸附和NH3-TPD,CO2-TPD等方法对催化剂的比表面积、孔容、孔分布和表面酸、碱性分别进行了测定,讨论了这些物化性能对催化剂活性、选择性和稳定性的影响.

稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的机械性能研究

目的探讨添加微量稀土氧化物对牙色四方多晶氧化锆(Y-TZP)陶瓷的机械性能的影响。方法以稀土氧化物(Pr6O11、CeO2、Er2O3)和过渡元素氧化物(MnO2)为着色剂,采用粉体掺杂方法在Y-TZP粉体中添加不同质量分数的着色剂,制备出6组牙色Y-TZP,测试其机械性能(包括弯曲强度、维氏硬度、断裂韧性),并通过扫描电子显微镜观察各组陶瓷烧结体断裂面的显微结构,分析其断裂模式。结果 6组牙色Y-TZP的弯曲强度为(792±20)～(960±17)MPa,断裂韧性为(4.72±0.31)～(5.64±0.38)MPam1/2,维氏硬度为(1332±19)～(1380±17)MPa;显微结构显示6组陶瓷均呈致密的多晶结构,断裂模式为混合型断裂。结论以稀土氧化物作为着色剂制备的Y-TZP具有较好的断裂韧性和维氏硬度,可满足口腔临床的应用要求。

稀土氧化物着色钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷与饰面瓷匹配性的研究

目的:探讨通过添加稀土氧化物着色剂而制备的钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷与饰面瓷的匹配性。方法:以稀土氧化物(Pr6O11,CeO2,Er2O3)和过渡元素氧化物(MnO2)为着色剂,采用粉体掺杂方法,在四方多晶氧化锆陶瓷粉体中添加不同质量分数的着色剂,制备出6组钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷,测定其与Vita VM9饰面瓷的抗热震性能及界面结合强度。采用SAS6.12软件包对数据进行单因素方差分析。结果:6组钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷与Vita-VM9饰面瓷烧结后,各组在60℃～240℃测试过程未发现径向或层间开裂或裂纹现象,加热温度>240℃。6组钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷与VitaVM9饰面瓷界面的抗剪切强度值为(36.03±3.82)～(37.98±4.89)MPa,均高于纯四方氧化锆陶瓷组的剪切强度值,但各组与纯四方氧化锆陶瓷的抗剪切强度值无显著差异(P>0.05)。结论:稀土氧化物着色钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷与饰面瓷的匹配性达到临床应用水平。

2,4,6-三硝基苯酚改性锆铝复合氧化物固定相分离富勒烯的色谱性能研究

制备了用于分离 C6 0 和 C70 的 2 ,4,6-三硝基苯酚改性锆铝复合氧化物高效液相色谱固定相 ,考察了流动相中甲苯的含量、柱温及流速对 C6 0 和 C70 分离的影响 ,同时比较了酸腐蚀前后锆铝复合氧化物基质对分离的影响 .结果表明 ,2 ,4,6-三硝基苯酚改性酸腐蚀后锆铝复合氧化物填料对富勒烯表现出较强的分离能力 ,具有作为富勒烯制备分离的潜力 .

稀土氧化物着色牙色四方多晶氧化锆陶瓷的烧结性能

目的 ：探讨添加微量稀土氧化物对以稀土氧化物作为着色剂制备的与天然牙颜色匹配的牙色四方多晶氧化锆陶瓷的烧结性能的影响。方法：采用内着色法制备6组与天然牙色匹配的四方多晶氧化锆陶瓷,通过阿基米德定律测试其烧结致密性,通过扫描电镜观察其显微结构,X射线衍射测试其相变特征。结果：6组与天然牙色匹配的四方多晶氧化锆陶瓷的相对密度达到98%;电镜观察可见氧化锆的晶粒完整、晶界清楚、晶粒大小均匀,100~300 nm,未见异常生长的晶粒,晶界处未见到第二相的杂质相;XRD图谱显示,6种牙色四方多晶氧化锆陶瓷的晶相组成均以四方相氧化锆的特征峰为主,未见明显的杂质峰。结论：微量稀土氧化物的添加对以稀土氧化物作为着色剂制备的与天然牙颜色匹配的牙色四方多晶氧化锆陶瓷的烧结性能的影响较小,最终烧结体的主晶相仍以四方相为主。

改性含稀土元素氧化物催化剂的反应活性研究

通过考察稀土氧化物催化剂对气相法甲苯选择性制备苯甲醛的反应活性,研究了添加的其它元素的化学作用,结果表明加入钼、钒、银和磷等对催化性能有较大的改善,当Ce/P/Mo为10/1/5时,得到甲苯转化率为37.8%,苯甲醛选择性42.4%;当Ce/P/Mo为5/1/5时,甲苯转化率为40.7%,苯甲醛选择性38.8%。

稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层研究现状与趋势

随着科技的进步与发展,面对日趋复杂的工作环境,传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia)热障涂层材料在高于1200℃的环境下服役时,易出现相变、烧结收缩严重等问题,降低了涂层的隔热性能,同时伴随有一定的体积变化而加速涂层的剥落,需要研发性能更好的热障涂层以适应未来的工作环境。新一代热障涂层分为以下几类:(1)掺杂稀土氧化物改性YSZ热障涂层;(2)萤石或焦绿石结构热障涂层;(3)钇铝石榴石或磁铁铅矿热障涂层;(4)钙钛矿结构热障涂层。其中,采用稀土氧化物掺杂对YSZ进行改性的热障涂层由于可以有效降低热障涂层的热导率,提高其高温相稳定性、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性能等而引起国内外学者的关注。本文主要介绍了目前几种有希望代替传统YSZ涂层的稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层,稀土氧化物包括CeO_(2)、Sc_(2)O_(3)、Gd_(2)O_(3)、La_(2)O_(3),对不同稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层材料的物理化学性质、研究现状及存在的问题进行了综述。其中掺杂CeO_(2)可降低涂层的热导率,使其耐Na_(2)SO_(4)腐蚀能力增强,并提高其热稳定性;掺杂Sc_(2)O_(3)不仅降低涂层的热导率,还大大提高其相稳定性,使涂层在1500℃高温下经过长时间热处理后仍然保持单一的t'相;掺杂Gd_(2)O_(3)可有效提高其耐热腐蚀性,但过量掺杂会降低涂层的力学性能;掺杂La_(2)O_(3)可增强涂层的抗烧结能力,有效降低其热导率。本文还对影响稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层性能的其他因素(如制粉方式、喷涂工艺等)的研究现状进行了简单的介绍,对今后热障涂层体系的发展趋势及研发思路进行总结,为新型热障涂层的研制提供参考。

氧化铝改性高铈铈锆复合氧化物的制备及其负载钯催化性能

通过共沉淀法制备高比表面积、高孔容的氧化铝改性高铈铈锆复合氧化物,并研究氧化铝改性、前驱体含水焙烧等因素对铈锆复合氧化物结构及负载钯催化性能的影响。研究结果表明:氧化铝改性能够大幅度提升高铈铈锆复合氧化物的比表面积、孔容和高温稳定性。改性样品的新鲜比表面积为122.01 m^(2)/g,孔容为0.4750 mL/g;经1000℃、4 h高温老化后样品的比表面积为66.28 m^(2)/g。前驱体含水焙烧可以提高氧化铝改性铈锆复合氧化物的储氧能力,增强铈锆复合氧化物的高温稳定性;焙烧样品经1000℃、4 h高温老化后的比表面积比常规铈锆复合氧化物提高2.28 m^(2)/g,比常规铈锆铝复合氧化物提高2.75 m^(2)/g。此外,氧化铝改性还可以增大新鲜负载Pd催化剂的空燃比窗口,对催化剂的C_(3)H_(8)、NO催化性能具有促进作用;而前驱体含水焙烧对老化态氧化铝改性负载Pd催化剂的CO、C_(3)H_(8)、NO催化性能均有明显促进作用。

γ一射线辐照对稀土复合氧化物La_（2－x）Sr_xFe_2O_（7－δ）改性

用ＸＲＤ、ＴＧ、ＩＲ和ｍｏｓｓｂａｕｅｒ技术，研究了γ－射线辐照对稀土夏合氧化物Ｌａ＿（２－ｘ）Ｓｒ＿ｘＦｅ＿２Ｏ＿（７－δ）（０．２≤ｘ≤１）粉料性能的影响。发现粉料经辐照后，其Ｆｅ一Ｏ键相互作用增强，非他学计量氧的减少量增大，高质异能移（Ｉ．Ｓ．）发生变化。证明了γ一射线辐照是一个还侯过程，γ一射线辐照可以改变粉料的性能。

添加稀土氧化物对氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用复合烧结助剂降低氧化铝复相陶瓷 (zirconia_toughenedaluminum ,ZTA)烧结温度并保持优良力学性能 ,着重就不同稀土氧化物对材料烧结性、力学性能和显微结构的影响进行了研究 .复合添加剂促进了ZTA陶瓷的烧结 ,但不同添加剂对材料力学性能产生了不同影响 :含Y2 O3 添加剂因生成富钇晶界相而使材料的强度受到损害 ;而含La2 O3 和 /或CeO2 添加剂使材料力学性能获得提高 ,在 14 0 0～ 14 5 0℃烧结强度超过 5 0 0MPa,断裂韧性达 6 .5MPa·m1 /2 以上 .该ZTA陶瓷断裂路径曲折 ,裂纹出现架桥、分叉等现象 。

共沉淀法合成铈锆复合氧化物及表征

以共沉淀法制备了Ce0.8Zr0.2O2复合氧化物。样品经BET法比表面积测定,XRD,SEM和粒度分布等表征,结果显示500℃时(Ce Zr)O2即形成单一立方相固溶体,SBET可达到135m2·g-1,D50为7.17μm,经900℃老化6h后,仍保持相结构不变,SBET还大于40m2·g-1,显示了较高的热稳定性。

稀土氧化物La_2O_3/Y_2O_3增韧补强ZTA陶瓷材料及其耐磨性能研究

针对单一相ZrO_2增韧Al_2O_3(ZTA)陶瓷在提高韧性的同时不能合理兼顾其耐磨性能,利用稀土氧化物能促进复合陶瓷材料热压烧结的工艺特点,将La_2O_3/Y_2O_3添加到ZTA陶瓷材料中,XRD衍射图谱表明:La_2O_3/Y_2O_3的添加可以有效阻碍ZrO_2不稳态晶型相变,促进介稳态t-ZrO_2的形成。当添加量为4%(质量分数)时,烧结后晶粒分布最为均匀,致密程度高,其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别比相应未添加稀土氧化物的ZTA材料提高了8%、21%、33%,且La_2O_3与Al_2O_3会发生原位反应生成片状LaAl_(11)O_(18),这种片晶不仅可以阻碍Al_2O_3、ZrO_2颗粒长大,还可通过晶粒拔出等增韧机制提高材料韧性。摩擦磨损试验结果表明:稀土氧化物的添加能提高ZTA陶瓷材料的耐磨性能,添加量为4%时其磨损率最低。

大比表面积铈锆氧化物固溶体的制备

采用共沉淀法制备铈、锆氧化物固溶体。发现以适当配比的(NH4)HCO3和NH3·H2O混合溶液作为沉淀剂,同时控制沉淀过成中的反应条件,所得到的沉淀在较低的温度(400℃)下焙烧即可形成铈、锆氧化物固溶体。该固溶体具有较大的比表面积和高的储氧能力。形成沉淀后添加适量表面活性剂,可进一步提高产品的比表面积而对其还原行为和储氧性能几乎无影响。对制得的氧化物以X 射线衍射、程序升温还原、氧的脉冲滴定和液氮物理吸附等方法进行了表征。

稀土氧化物对氧化铝复相陶瓷显微结构和力学性能的影响

研究了Y2O3,CeO2,La2O3等稀土氧化物及复合稀土氧化物对热压烧结法制备氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷力学性能和显微组织的影响.结果表明,适量的稀土氧化物添加剂可改善氧化铝陶瓷的显微结构,加速烧结,有利于致密化并保持较好的力学性能.不同稀土氧化物及添加量对氧化铝陶瓷的显微结构和力学性能具有不同的影响.