稀土氧化物稳定氧化铪热障涂层的制备及热冲击性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)技术制备了稀土元素掺杂量为19 mol.%的HfO_(2)涂层,即Hf_(0.81)Y_(0.19)O_(1.905)(YSH19)/YSZ与Hf_(0.81)Yb_(0.0475)Y_(0.1425)O_(1.905)(YbYSH19)/YSZ双陶瓷层热障涂层,研究了其在1300℃下耐高温燃气热冲击性能。结果表明,两种热障涂层的隔热能力约为200℃,YbYSH19/YSZ体系热障涂层经280次燃气热冲击循环后涂层结构依然较为完整,性能显著优于YSH19/YSZ及YSZ热障涂层体系。涂层的失效模式为因中心区域处较大冲击载荷造成的涂层逐层剥落,以及边缘位置处轴向应力和剪切应力导致的涂层剥落。

基于稀土氧化物示踪法探究冻融循环对黑土团聚体周转的影响

为区分土壤团聚体形成和破碎过程,阐明冻融循环对黑土土壤结构的影响,本文利用稀土氧化物(REOs)示踪技术,通过室内模拟试验,探究不同初始含水量(50%田间持水量(T50)vs.100%田间持水量(T100))和冻融循环次数(0次、3次、6次、12次和20次)对团聚体粒径分布、平均质量直径(MWD)以及团聚体周转过程的影响。结果表明:同一初始含水量下,随着冻融循环次数的增加,MWD、>0.25mm和<0.053mm团聚体含量显著降低,0.25~0.053mm团聚体含量显著增加(P<0.05)。6次冻融循环后,T50处理下的MWD显著高于T100处理(P<0.05),5~2mm和<0.25mm团聚体含量无显著差异。除5~2mm团聚体外,冻融循环处理下,相邻粒级团聚体之间周转更为激烈。在同一冻融循环次数下,5~2 mm团聚体向0.25~0.053 mm团聚体的破碎量在T100处理下显著高于T50处理(P<0.05)。冻融循环促进了>0.25 mm团聚体的破碎和<0.053mm团聚体的团聚,表现为0.25~0.053mm团聚体的累积。冻融循环过程中,MWD与各粒径团聚体相对形成量呈显著正相关,与其相对破碎量呈显著负相关(P<0.05)。随着冻融循环次数的增加,各粒径团聚体周转时间显著增加(P<0.05)。同一冻融循环次数下,>0.25mm团聚体的周转时间高于<0.25mm团聚体,T100处理下的团聚体周转时间显著高于T50处理(P<0.05)。综上所述,冻融循环次数和土壤初始含水量通过影响团聚体形成和破碎过程改变土壤结构的稳定性。本研究结果可为进一步探究冻融循环下黑土土壤结构变化提供理论依据。

稀土氧化物和硫酸盐对聚氯乙烯热稳定作用的研究

本文着重研究了不同稀土无机化合物对聚氯乙稀热稳定性的影响，并对其作用机理进行了初步探讨。

添加稀土氧化物对聚丙烯热稳定性的影响

本文采用ＴＧ一ＤＴＡ、ＴＭＡ和ＦＰ等技术研究了添加稀土氧化物的聚丙烯的热性质，结果表明，稀土氧化物的加入可以不同程度的提高聚丙烯的热稳定性，有规律的改变其热分解机理，同时对聚丙烯的热膨胀过程有特殊影响，使其软化温度提高了７０℃左右，膨胀系数也随着添加不同稀土氧化物而发生变化。

稀土氧化物对LLDPE热氧稳定性的影响

通过热失重分析不同稀土氧化物对LLDPE热氧分解行为的影响,并采用氧化诱导期、转矩流变分析方法研究了稀土氧化镧对LLDPE热氧分解行为的影响机理。结果表明:LLDPE的热氧分解温度在添加Eu2O3、Gd2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3、Yb4O7、Pr6O1 1、Y2O3、Dy2O3得到提高,CeO2则对LLDPE的起始分解温度没有影响,而加入TbO2、Er2O3、Ho2O3则使LLDPE的起始分解温度降低。稀土氧化物对LLDPE的热氧稳定的影响可能与稀土元素与氧的配位作用有关,部分稀土氧化物可能通过与氧的配位作用而减缓了氧分子在LLDPE热氧化形成的交联结构中的扩散速度,从而提高了LLDPE热氧稳定性。

重稀土氧化物金属陶瓷及其与熔融钛接触时的稳定性

本文研究了ＭＯ－ＲＥ_２Ｏ_３金属陶瓷中金属相钼对陶瓷强度和抗热震性的影响以及金属陶瓷与熔融钛接触时的稳定性。结果表明，钼能显著提高陶瓷的强度和抗热震性，稀土氧化物金属陶瓷与熔融钛接触时热力学上是较稳定的，与钛没有发生激烈的化学反应，陶瓷材料的各种组成元素向钛合金中的扩散也是非常微弱的。

稀土氧化物稳定t-ZrO_(2)结构和电子性能的研究

t-ZrO_(2)是一种宽带隙半导体材料,在氧传感器、固体氧化物燃料电池和涂层材料被广泛应用,由于t-ZrO_(2)只能在高温下存在,常加入稀土氧化物稳定至室温。采用第一性原理计算了形成能、能带、态密度及电荷密度,研究了Y_(2)O_(3),Sc_(2)O_(3),La_(2)O_(3)等稀土氧化物掺杂无补偿和有空位补偿对t-ZrO_(2)的结构和电子性能的影响。结果表明,稀土氧化物与Vo共同相互作用是稳定的关键,Y11(Vo)-2NN(1),Sc13(Vo)-2NN(1),La11(Vo)-2NN(1)三聚体形成能最小,稳定效果最佳。通过能带结构和态密度,相比于理想t-ZrO_(2),由于容纳过剩电子,掺杂体系带隙均有所减小,掺杂无补偿结构在费米能级附近出现新能带。由于O-2p与Zr-4d电子态的作用,导带与价带的迁移增强了费米能级附近电子的相互作用,并改善了t-ZrO_(2)的电子性能。通过电子密度分布表征原子键合得出,稳定性本质在于原子间化学键合的作用。这为t-ZrO_(2)的应用提供了有效的理论依据。

某些稀土氧化物的高温高压合成及其结构稳定性研究

首次用高压高温方法,在3.2～4.0GPa,1000℃～1300℃下,对CeO_2—R_2O_3(R=Eu,Gd),CeO_2—Tb_4O_(11),Pr_6O_(11)—Tb_4O_7 稀土氧化物进行合成实验,得到具有F型结构的CeEuO_(3.5),CeGdO_(3.5),CeTbO_(3.75);B型结构的CeEuO_3,CeGdO_3,CeTbO_3,PrTbO_3 和P型结构的PrTbO_3。PrTbO_3是迄今自然界尚未发现、文献未见报导过的新物质。 对上面的产物和NdYbO_3、PrTmO_3,利用高、低温X射线衍射实验,检测了其结构的稳定性,结果指出:从300℃直到1000℃,发生由B型CeRO_x向F型CeRO_X (R=Eu,Gd,Tb)、B型 PrTbO_3向 C型 PrTbO_3的结构转变。F型CeRO_x属于氧缺位萤石型结构。

稀土氧化物对甲烷蒸汽转化Ni／Al2O3催化剂活性稳定性的影响

利用微反－色谱装置和X－射线衍射法，研究在Ni/Al2O3催化剂中添加稀土氧化物的作用，表明稀土的加入有助于拟制镍晶粒长大、防止金属镍被氧化及NiAl2O4的生成，从而提高催化剂的活性稳定性和抗高温蒸汽氧化的能力。

氧化铈在非贵金属氧化物催化剂中的作用 Ⅵ.CuFeCeO催化剂的结构与热稳定性

采用ＸＲＤ， 顺磁共振（ＥＳＲ） ， Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ 和程序升温还原（ＴＰＲ） 技术对负载型ＣｕＦｅＯ（ Ⅰ） ，ＣｕＦｅＣｅＯ（ Ⅱ） 催化剂的固相结构及热稳定性进行了研究。结果发现，（ Ⅰ） 中主要存在Ｆｅ２ＣｕＯ４ ，ＣｕＯ 和颗粒度小于１３ ｎｍ 的Ｆｅ２Ｏ３ 相。随着焙烧温度的升高，ＣｕＯ 晶相逐渐消失，Ｆｅ２ＣｕＯ４ 的晶相长大。（ Ⅱ） 中Ｃｅ的存在， 能提高Ｃｕ２＋ 的浓度， 抑制ＣｕＯ 和Ｆｅ２ＣｕＯ４ 晶相的生成， 能消除催化剂中ＣｕＯ 与ＦｅＯ中氧在还原时的差异， 但抑阻Ｆｅ２Ｏ３ 晶相生成的效果不明显。在８００ ℃的高温环境中，Ｃｅ 的存在能有效地防止Ｆｅ２Ｏ３ 颗粒的长大， 提高催化剂中活性相的热稳定性以防止烧结， 同时使催化剂的低温还原性能有所提高。

复合掺杂氧化物La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(2.91)的性能和稳定性

采用固相反应法和柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法（简称柠檬酸法）合成了La0.5Sr0.5CoO2．91（LSC）复合氧化物。借助XRD和SEM对不同制备方法合成粉体的晶体结构和晶粒形貌进行了研究。结果表明：固相反应法可制得均一钙钛矿结构的LSC氧化物，柠檬酸法除制得LSC氧化物外，还有LaSrCoO4相的生成。柠檬酸-硝酸盐溶胶-凝胶低温自蔓延燃烧法合成粉体的粒度相对较小。为研究以Ce0．9Gd0.1O1．95（GDC）为电解质的固体氧化物燃料电池阴极材料的性能，将LSC粉体与GDC粉体按6：4（质量比）制备了固体氧化物燃料电池（SOFC）的阴极片。在空气气氛下使用直流四探针法研究了烧结样品300～800℃的电导率，发现由柠檬酸法得到粉体制备的阴极片的电导率值较高。将制备的样品置于马弗炉中800℃条件下烧结800h，比较失效前后电导率的变化情况，并借助XRD，SEM等测试手段分析样品电导率变化的原因。分析发现，失效后两种样品的电导率值都有所降低，且样品中都有新相生成，晶体形貌有较大的变化。

燃烧合成法制备稀土氧化物纳米粉

Nanocrystalline Y 2O 3,CeO 2,Nd 2O 3,Pr 6O 11 and Sm 2O 3 were prepared by glycine nitrate combustion synthesis and the chemical stability of nanocrystalline Nd 2O 3,Pr 6O 11 and Sm 2O 3 in moisture had also been studied.The IR analysis on nanocrystalline Y 2O 3 indicated that with the decrease of particle size,the IR absorption peak due to Y O stretching vibration shifted red,together with the expansion of the IR absorption peak.

超支化聚酰胺酯复合改性混合稀土氧化物的研究

通过AB2单体(由二乙醇胺和丁二酸酐室温反应获得)原位溶液缩聚生成超支化聚酰胺酯(HBPAE)对混合稀土氧化物(RE2O3,RE为La、Ce、Pr、Nd等)实施复合改性,获得了一系列HBPAE/RE2O3复合材料。采用红外光谱、元素分析等方法,表征了复合改性前后RE2O3的结构与性能,分析了复合界面的作用特征,探讨了改性后HBPAE对RE2O3性能的影响。结果表明,AB2单体原位缩聚成均匀包裹RE2O3粒子的HBPAE,HBPAE与RE2O3在界面上有4.71%的配位键接;复合改性仅在RE2O3的表面发生,不影响RE2O3的深层晶相结构;调整HBPAE和RE2O3的复合比例,可使复合材料具有可调的热稳定性。

稀土(复合)氧化物在天然气催化燃烧中的作用

催化燃烧技术是一项环境友好的能源利用方式,与普通的火焰燃烧相比,催化燃烧具有起燃温度低、能耗少、燃烧稳定、净化效率高等优点.文章就稀土(复合)氧化物在天然气催化燃烧中的作用及所面临的问题进行了阐述.

稀土氧化物对碱性结构钢焊条工艺性能的影响

以典型碱性结构钢焊条药皮成分为基础成分,稀土氧化物作添加剂,设计6组不同稀土氧化物添加量的碱性焊条,研究稀土氧化物添加量对碱性结构钢焊条工艺性能的影响规律和作用机理。结果表明,适量稀土氧化物添加剂具有提高碱性焊条的电弧稳定性作用,当w(稀土氧化物)为2.0%时,断弧长度为22.50 mm,电弧稳定性最好;随着稀土氧化物添加量的增加,焊缝脱渣率呈先降低后提升,而飞溅率却呈总体下降趋势;当w(稀土氧化物)为2.7%时,脱渣率最高,达40.00%,飞溅率最低,达2.78%。

稀土氧化物对水煤气变换催化剂Au/CeO_2性能的影响

采用沉积沉淀法制备了一系列Au/CeO2-RE2O3(RE=Nd,Eu,Sm,Y)和不同Y2O3添加量的Au/CeO2-Y2O3水煤气变换(WGS)反应催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、H2程序升温还原和Raman光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Y2O3的引入能有效提高Au/CeO2体系WGS反应的活性和稳定性,其中Ce/Y摩尔比为35时催化剂活性和稳定性最高.这是由于该添加量的Y2O3能最大程度提高Au/CeO2催化剂的结构稳定性,形成较高表面氧缺陷,有效增强Au与载体间相互作用.

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。

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。