SiC聚合物前驱体和Zn粉复合对Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料性能的影响

为提高Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料的中低温强度,首先将质量比为1∶0.15∶2.7∶0.03的蔗糖、六水合硝酸镍、正硅酸乙酯、草酸水溶液依次添加至乙醇水溶液中,经110℃干燥18 h后得到SiC聚合物前驱体,然后以板状刚玉、α-Al_(2)O_(3)微粉、鳞片石墨为主要原料,复合添加SiC聚合物前驱体和Zn粉,在150 MPa下压制成150 mm×25 mm×25 mm的坯体试样,经180℃固化24 h后,在埋碳条件下经600、800、1000、1200和1400℃热处理3 h。研究了SiC聚合物前驱体和Zn粉复合添加对Al_(2)O_(3)-C材料性能的影响。结果表明:SiC聚合物前驱体和Zn粉的最佳添加量(w)分别为4.5%和1.5%,此时Al_(2)O_(3)-C材料综合性能最优。低温时Zn粉熔融,在材料体系中形成金属结合相;中温时SiC聚合物前驱体发生热解反应及Zn粉气化的催化作用,使体系形成SiC纤维结合相;二者共同作用,赋予Al_(2)O_(3)-C不烧滑板材料较高的中低温强度,克服了现有材料使用过程中因强度过低导致的失效问题。

聚合物前驱体转化陶瓷增材制造技术研究趋势与挑战

近年来,增材制造技术作为一种新兴的制造技术受到了广泛关注。该技术在高性能陶瓷材料的成型制造领域具有巨大的发展潜力,有望突破传统陶瓷加工和生产的技术瓶颈,极大提升高性能陶瓷产品的设计和制备的自由度,从而为高性能陶瓷材料制造技术的发展提供变革性的推动力。前驱体转化陶瓷通过化学方法制得聚合物,再经热处理转化为陶瓷材料。聚合物前驱体充分利用了自身良好的可加工性特点,实现了目标结构的预成型,并通过热处理工艺获得传统陶瓷工艺难以获得的先进陶瓷材料。而聚合物前驱体材料与增材制造技术的结合更受到了极大关注。本文在介绍聚合物前驱体增材制造技术特点的基础上,系统阐述了聚合物前驱体增材制造技术的研究与应用前沿的现状与趋势,并分析了聚合物前驱体增材制造技术面对的挑战以及未来发展方向。

聚合物前驱体法制备立方相WO_3薄膜的光电化学性质

以(NH4)6W7O24·6H2O为钨源,聚乙二醇1000(PEG 1000)为配位聚合物,采用聚合物前驱体法制备了WO3薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等手段对其结构进行表征.采用循环伏安法、Mott-Schottky测试、瞬态光和稳态光电流谱等方法研究了WO3薄膜电极的光电化学性能.结果表明,制备的WO3薄膜为立方晶系,禁带宽度约为2.7eV.当热处理温度为450℃时,载流子浓度达到最大2.44×1022cm-3,平带电位为0.06V,在500W氙灯光源照射和1.2V偏压下,光电流密度为2.70mA·cm-2.进一步探讨了热处理温度对其光电性质的影响及其机理.

用聚合物前驱体法低温合成铌酸锂纳米粉体

用聚合物前驱体法,以柠檬酸为配位剂,乙二醇为酯化剂,水为溶剂合成纳米铌酸锂(LiNbO3)粉体。研究发现:当柠檬酸和金属离子的摩尔比(下同)为3∶1,柠檬酸和乙二醇的为1∶2时,可形成稳定的Li Nb前驱体溶液和凝胶。用差热热重分析研究凝胶前驱体的热分解历程。用X射线衍射分析和红外光谱分析研究凝胶前驱体及其不同温度下煅烧所得粉体的相组成和结构。结果表明:Li Nb凝胶前驱体在加热过程中分解形成Li2CO3相,Li2CO3与Nb2O5发生固相反应生成LiNbO3。凝胶前驱体经800℃煅烧2 h可以制备纯钙钛矿型的纳米LiNbO3粉体。

Ba_(6-3x)Nd_(8+2x)Ti_(18)O_(34)(x= 2/3) 的聚合物前驱体法合成研究

以EDTA为络合剂,EG为酯化剂,利用聚合物前驱体法合成了Ba6-3xNd8+2xTi18O54陶瓷,研究了不同的EDTA与金属离子摩尔比对粉末结晶特性的影响,利用DTA,TG和XRD等技术分析了Ba6-3xNd8+2xTi18O54前驱体和得到的氧化物粉末,测试了由x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体得到的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷的微波介电性能。在900℃预烧x(EDTA) x(M)=1 00的前驱体3h,单相的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)直接形成,没有出现中间相。1000℃预烧,1340℃烧结的Ba6-3xNd8+2xTi18O54(x=2 3)陶瓷具有最佳的微波介电性能:ε=87 1,Qf=8710GHz。

聚合物前驱体法制备CTNA陶瓷及其性能

采用DSC-TGA、XRD和SEM对聚合物前驱体法制备的0.7CaTiO_3-0.3NdAlO_3(CTNA)陶瓷粉末进行了分析。结果表明:经550℃预烧后的粉末为无定形态;但是当预烧温度提高到600℃时,形成了钙钛矿结构的CTNA单相。这表明CTNA晶相是未经中间相而直接从无定形态的前驱体中结晶形成。与传统固相反应法相比,合成温度从1300℃大幅下降到600℃。经900℃预烧,1375℃烧结的样品,其εr为43.3,Q·f为34862GHz,τf为1.4×10–6℃^(–1)。

聚合物前驱体方法低温合成LiTaO_3纳米粉体

采用聚合物前驱体方法,以柠檬酸为配位剂,乙二醇为酯化剂,低温合成纳米LiTaO3粉体。以红外光谱和拉曼光谱研究了柠檬酸与金属离子的配位情况。当柠檬酸和金属离子物质的量的比为2.5∶1、柠檬酸和乙二醇的物质的量比为1∶2时可形成稳定的Li-Ta前驱体溶胶。用差热-热重对凝胶前驱体的热分解历程进行分析,采用X射线衍射和红外光谱对Li-Ta凝胶前驱体及不同温度下煅烧所得粉体的相组成进行分析。结果表明,凝胶前驱体经600℃下煅烧2h可以得到纯钙钛矿型纳米LiTaO3粉体,平均粒径为60-80nm。

聚合物前驱体制备氮化硅纳米纤维及其发光

由聚硼硅氮烷前驱体在高温常压下热裂解得到氮化硅纳米纤维,确定了样品结构为α相,讨论了纳米纤维的生长模式属于气-液-固生长机制。在室温下用488 nm激光对样品激发,观察到样品有很宽的强光致发光带,并有两个发光中心,这种强的可见光致发光主要来自氮化硅的内禀S i和N的悬键。测量了纳米纤维的室温吸收光谱,得到氮化硅纳米纤维的光学带隙为4.80 eV。

聚合物前驱体制备具有竹节结构的Si-B-C-N纳米材料及其发光

采用热裂解聚合物前驱体法制备出了具有竹节结构的Si B C N纳米材料。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明样品具有特殊的竹节状(叠杯状)形貌,电子散射能谱(EDX)证实了样品组分为Si、B、C、N。通过微区喇曼光谱仪研究了样品在488nm激光激发下从84～290K的变温发射特性,在490～800nm观察到位于580,620nm附近两个较强发射峰和740nm附近一个弱的发射峰。变温实验说明相应发射峰与材料禁带中形成的杂质能级有关。

聚合物前驱体法低温制备铌酸钾钠超细粉体

以柠檬酸为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备(K0.5Na0.5)NbO3粉体。研究了柠檬酸(CA)和乙二醇(EG)的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用XRD和TG-DSC研究了(K0.5Na0.5)NbO3晶相的形成过程,用SEM对所制得粉体的表面形貌进行了分析。结果表明:当前驱体溶胶的pH值为7.5,n(CA)∶n(metalion)=3∶1,n(CA)∶n(EG)=1∶2时,可以获得稳定性好的溶胶。凝胶前驱体在加热过程中先反应生成NaNbO3和K2Nb8O21,然后二者固相反应形成K0.5Na0.5NbO3。大部分晶粒呈方形的粒状,少数颗粒呈长柱状。讨论了晶粒形貌的形成原因。

聚合物前驱体法制备(Ce,Cu)-SnO_2纳米粉体及其烧结行为

采用聚合物前驱体法制备了CeO2-CuO—doped SnO2纳米粉体,并研究了掺杂SnO2纳米粉体的无压烧结行为.结果表明:乙二醇、柠檬酸与金属离子的摩尔比为6∶3∶1时制得的掺杂SnO2粉体为分散良好的球形颗粒,大小为～15nm,粒度分布范围窄;CuO掺杂可显著提高SnO2的烧结性能, CeO2-CuO复合掺杂可进一步降低SnO2陶瓷的致密化温度;1.O％CeO2-1.5％CuO-doped SnO2可在1050℃烧结致密,相对密度达96％以上;两步法(先升温到1050℃保温15min,然后降到980℃烧结5h)烧结的1.O％CeO2-1.5％CuO-doped SnO2陶瓷相对密度为96.1％,其晶粒<800nm.

聚合物前驱体转化法制备陶瓷微机电系统

陶瓷材料作为一种在高温和腐蚀等苛刻环境中应用的重要材料,对其制备和加工技术进行研究是非常必要的。本文在简要概述传统微机电系统(MEMS)加工技术对制备陶瓷MEMS存在的不足基础上,着重介绍了由聚合物前驱体转化法制备陶瓷MEMS的制备方法、工艺流程、优缺点及未来发展方向。

聚合物前驱体法制备的层状结构K_4Nb_6O_(17)薄膜及其光催化性能(英文)

以Nb2O5为原料,采用一种新型的聚合物前驱体法制备了层状结构K4Nb6O17薄膜.经600℃以上的温度处理,得到了纳米晶的具有(040)取向的薄膜。XPS测量表明该薄膜的元素比K:Nb:O为4.08:5.99:16.77,符合K4Nb6O17的化学计量比。分解水制氢实验表明该薄膜具有良好的光催化性能。应用Boltzmann方程对产氢量的时间曲线进行了分析。结果表明,结晶性能直接影响了薄膜的产氢行为。

聚合物前驱体法制备光催化剂Sr_2Bi_2O_5及其光催化性能的研究

以Bi(NO3)3.5H2O、Sr(NO3)2为原料,采用柠檬酸为金属配位剂、水为溶剂、乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法(PC)制备了光催化剂Sr2Bi2O5粉体。研究了Sr2Bi2O5晶相的形成过程,并对光催化剂的表面形貌、比表面积和光吸收性能进行了分析。以可见光下亚甲基蓝的光催化降解为模型反应,考察了光催化剂的催化性能。结果表明,在700℃下煅烧1 h即可制备具有正斜方晶型的Sr2Bi2O5。相对于传统固相反应法(SSR),聚合物前驱体法制备的光催化剂粒径小,比表面积大,光吸收性能有所增强。光催化实验表明,聚合物前驱体法制备的Sr2Bi2O5对亚甲基蓝的降解率为95.8%,明显优于固相法制备的Sr2Bi2O5(降解率为46.7%)。实验还研究了催化剂用量和催化时间对降解效率的影响。

聚合物前驱体法制备ZnTiO_3粉体的影响因素

聚合物前驱体法已成为制备微波介质陶瓷重要方法之一。本文以制备ZnTiO3粉体为例,系统地研究了pH值,乙二醇与柠檬酸的摩尔比和柠檬酸与金属离子的摩尔比对ZnTiO3晶相的形成过程和显微结构的影响。pH值5～6之间时,能形成淡黄色透明溶胶;乙二醇与柠檬酸的摩尔比为2时,前驱体树脂为多孔的海绵状;柠檬酸与金属离子的摩尔比为2,前驱体合成的ZnTiO3粉体最佳。

聚合物前驱体法制备铌酸钾钠纳米粉体

采用聚合物前驱体法,以柠檬酸(CA)为络合剂,乙二醇(EG)为酯化剂合成了纳米级(Na0.35K0.65)NbO3。研究了乙二醇用量对聚合物前驱体稳定性的影响,结果表明n(EG):n(CA)为2时能得到稳定凝胶,与乙二醇和柠檬酸聚酯化反应得到凝胶的理论配比一致。XRD分析表明聚合物前驱体在650℃煅烧2h可制得平均晶粒尺寸为24nm左右,纯单斜相结构的(Na0.35K0.65)NbO3纳米粉体,该合成温度比传统固相法降低了约300℃。

聚合物前驱体法制备铌酸钾钠薄膜

以加入和不加入草酸铵两种方法制备氢氧化铌。以碳酸钾、碳酸钠和制得的氢氧化铌为原料,柠檬酸为螯合剂,乙二醇为酯化剂,通过聚合物前驱体法在SiO2/Si基板上制备了铌酸钾钠(KNN)薄膜。研究了草酸铵的添加和不同退火温度对KNN薄膜性质的影响。结果显示:在pH=7.5,金属阳离子与柠檬酸摩尔比为1:3,柠檬酸与乙二醇的摩尔比为2:1时,可以获得均匀稳定的KNN前驱体溶胶。草酸铵的加入优化了薄膜的性能;随着退火温度的增加,薄膜的致密度越来越高。退火温度在850℃时,薄膜结晶性相对较好;900℃退火处理后,薄膜晶粒有定向生长趋势。

聚合物前驱体法合成铌酸锶钡铁电薄膜

采用聚合物前驱体法制备铌酸锶钡(SrxBa1-xNb2O6,SBN)铁电薄膜.以柠檬酸为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,用乙二醇加速溶液聚合形成稳定的前驱体溶胶.采用旋转法在Si/SiO2/Ti/Pt基片上镀膜.研究了柠檬酸(CA)/乙二醇(EG)(质量比)、pH值对前驱体溶胶稳定性的影响.结果表明,当Sr-Ba-Nb前驱体溶胶的pH值为7,CA/EG=40:60时,可以获得稳定性好的溶胶.薄膜经750℃热处理,可以获得单相、表面均匀、无裂纹的铌酸锶钡铁电薄膜.

抗氧化和抗高温腐蚀的Si-Al-C-N 聚合物前驱体陶瓷

利用聚合物前驱体陶瓷工艺制备了Si-Al-C-N陶瓷,并对陶瓷氧化和腐蚀特性进行了研究.结果表明:掺入少量的Al将极大地提高Si-Al-C-N陶瓷的抗氧化和抗腐蚀能力.含1.4at%Al的Si-Al-C-N陶瓷的氧化速率较文献报道硅基材料的低10倍,并且在1200℃,50 h观察不到任何腐蚀.还讨论了Si-Al-C-N陶瓷的抗氧化与腐蚀的机理.

聚合物前驱体法制备纳米Ba0．5Sr0．5TiO3粉体的研究

分析比较了三种工艺对制备纳米Ba0.5Sr0.5TiO3(BST55)粉体的影响,得到了优化的聚合物前驱体法制备工艺。并利用TG-DSC、IR、XRD、SEM分析了BST55干凝胶的热分解过程、化学组成、物相变化以及形貌。实验结果表明,加入适量的乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂(TM-12)能改善BST55粒子的粒度及聚集形态;先采用聚合物前驱体法制备BST55/PMMA复合材料干凝胶,然后在700℃煅烧可形成粒径介于80～100nm之间的BST55粒子。