Al_2O_3-CeO_2-ZrO_2-Ni复合球磨粉末的热稳定性研究

采用高能球磨法制备Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni复合粉末,并模拟催化剂的工作环境对球磨粉末进行焙烧。运用XRD研究了球磨粉体的组织结构,测定其耐热性能。结果表明,经30h球磨的复合粉体中Al2O3,CeO2和ZrO2均明显细化,而Ni较难磨细。该球磨粉体在600℃低温下的热稳定性良好。若温度不超过1000℃短时焙烧,粉末基本保持活性相,但温度一旦高达1100℃,则完全变成无活性相。

Al_2O_3-ZrO_2复合膜的制备与表征

以异丙醇铝和氧氯化锆为原料,用溶胶-凝胶法在Al2O3中空纤维上制备了Al2O3-ZrO2复合膜。应用TG、DTA、XRD、SEM等测试手段对复合膜的热稳定性、结构、形貌进行了表征。结果表明复合膜的热稳定性比单一由氧化铝或氧化锆制成的膜有显著的提高,在1100℃之前,复合膜以t-ZrO2存在,1200℃时,出现了m-ZrO2和α-Al2O3相。扫描电镜分析表明,膜表面完整、无缺陷。气体渗透实验进一步表明所得膜具有一定的气体选择性,0.3MPa和0.5MPa下对氮气和氩气的分离因子α分别为1.191和1.185,和氮气与氩气的理论分离因子(α=1.194)相当,说明气体通过膜的扩散以Knudsen扩散传质为主。用等温氮气吸附实验测定了非担载膜的孔径大小和分布,最可几孔径约为4.3nm。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2-SiO_2复合薄膜

本文采用溶胶-凝胶法以异丙醇铝、正硅酸乙酯和氧氯化锆为原料,HNO3为催化剂,PVA为成膜助剂,在多孔陶瓷管上制得了Al2O3-ZrO2-SiO2复合薄膜。研究了组分配比对溶胶性质的影响,结果表明Al2O3∶ZrO2∶SiO2在8∶1∶2～12∶1∶2之间时可得到性能符合要求的溶胶。通过扫描电镜可观察到膜的孔径为2～5μm,且膜与基底结合良好。

Al_2O_3/Cu复合材料内氧化粉末的制备

通过引入高能球磨,为Al2O3/Cu复合材料的内氧化工艺提供了新的粉末制备途径。高能球磨可制备亚稳态的Cu Al预合金粉末,使用该粉末进行内氧化,既可避免复杂的雾化制粉装置,又可使Al的脱溶氧化变得容易,缩短内氧化的周期;Cu2O粉末与Cu Al预合金粉末一起进行球磨,一方面改善了粉末内氧化的动力学条件,另一方面避免了Cu2O分解后产生的富铜相。球磨过程适宜的酒精加入量为15mL/100g粉料。Cu Al系粉末在经过96h的球磨后合金已经形成,合金粉末向层片结构发展,此时粒子已经细化。X射线衍射图谱中Al的衍射峰的消失是Cu Al系粉末形成合金的标志,并不是晶粒细化所致。Cu 2 0%Al比Cu 0 8%Al的合金更容易细化,层片结构更突出。

表面诱导沉淀法制备Al_2O_3-ZrO_2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法，制备了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料，利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时，可以使ＺｒＯ２前驱体均匀地包裹在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面，经过８００℃煅烧之后，Ａｌ２Ｏ３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ２颗粒，ＺｒＯ２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后，未发生ＺｒＯ２颗粒脱落现象，表明ＺｒＯ２颗粒与Ａｌ２Ｏ３颗粒表面结合紧密．

复合沉淀剂制备的CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3材料及其负载的单Pd三效催化剂（英文）

采用了一种由氨水和碳酸铵组成的复合沉淀剂来制备CeO_2-ZrO_2-Al_2O_3(CZA)复合氧化物。作为对比,分别采用氨水和碳酸铵为沉淀剂制备了另外两个CZA复合氧化物。系统地研究了各CZA材料在织构、结构、氧化还原性能、热老化行为之间的区别,以及其负载的单Pd三效催化剂的催化性能。结果表明,不同的沉淀剂制得的材料中其CeO_2-ZrO_2(CZ)和Al_2O_3之间的相互作用不同。用氨水做沉淀剂时,得到的材料中CZ和Al_2O_3之间的相互作用很小,导致其热稳定性较差。在碳酸铵做沉淀剂的情况下,CZ和Al_2O_3之间具有很强的相互作用,可以提高材料的热稳定性,但同时,CZ固溶体的均一性被严重破坏,使得材料的氧化还原性能不理想。而复合沉淀剂的使用可以有效地平衡CZ和Al_2O3_之间的相互作用,导致得到的CZA材料具有优异的织构、结构性能及良好的热稳定性。因此,其负载的单Pd催化剂表现出最为优异的氧化还原性能和三效催化活性。

Al_2O_3-ZrO_2复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢性能的影响

采用共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合氧化物,并以此为载体制备负载型Cu基催化剂,运用X射线衍射、X射线能谱、扫描电子显微镜对载体和催化剂进行表征。以糠醛气相加氢制糠醇反应为探针,考察复合氧化物对Cu基催化剂选择加氢活性的影响。结果表明,Al2O3-ZrO2复合氧化物中ZrO2的存在会减少CuO与Al2O3的接触,降低Cu基催化剂的深加氢能力;Al2O3有助于延迟ZrO2的晶化,避免活性组分Cu嵌入到ZrO2晶格中导致催化活性下降。载体中ZrO2质量分数为20%时,Cu/Al2O3-ZrO2催化剂选择加氢活性最高,与Cu/Al2O3催化剂相比,该催化剂具有较好的低温加氢活性和高温加氢选择性。

添加Al_2O_3-ZrO_2复合粉对氧化锆质定径水口性能的影响

以MgO、Y2O3复合稳定的部分稳定氧化锆(Mg,Y-PSZ)为主要原料,添加一定量采用溶胶-凝胶法制备的Al2O3-ZrO2复合粉,成型烘干后经1750℃×2 h烧成制备定径水口。矿物组成、微观结构及微区成分分析显示,随复合粉加入量的增加,烧成制品中立方相ZrO2含量下降,单斜相含量相对增加;定径水口烧成后,复合粉中的氧化锆形成柱状增强结构,氧化铝与稳定剂MgO反应生成镁铝尖晶石。结果表明:选择合适的Al2O3-ZrO2复合粉添加量能提高制品的力学强度和断裂韧性,改善气孔结构并降低气孔率,从而使水口具有良好的抗侵蚀性和抗热震稳定性,在连铸现场试验取得了理想的使用效果。

Al_2O_3-ZrO_2复合纳米超微粉的制备及其特性研究

以高纯铝屑和氯氧化锆为主要原料 ,用化学共沉淀—凝胶工艺分别制备出平均粒径约10nm的纯ZrO2 、Al2 O3 50ZrO2 、Al2 O3 2 0ZrO2 三种纳米超微粉 ,其中ZrO2 基本以t相结构存在。在不同温度煅烧后 ,纯ZrO2 粉粒迅速长大而转变为单斜相 ,Al2 O3 ZrO2 复合粉粒长大困难 ,并使ZrO2 仍主要以四方相存在 ,Al2 O3以非晶态存在。表明ZrO2 纳米粉粒以四方相在室温下稳定存在的原因是尺寸效应造成的。

过程控制剂对Al_2O_3/Mo复合粉末细化的影响

采用溶胶—凝胶技术制备Al2O3/Mo复合粉末,研究了过程控制剂(PCA)———硬脂酸和无水乙醇对Al2O3/Mo复合粉末细化的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜对复合粉末进行物相和形貌分析,利用激光粒度分布测试仪测试了粉末的粒度分布。结果表明:添加过程控制剂可以有效降低粉末粘球和结块的现象,提高出粉率;不添加过程控制剂时,粉末颗粒大小极不均匀;以硬脂酸和无水乙醇作PCA时,随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末逐渐被细化,颗粒大小相对均匀,颗粒形态经历了从球状向片状再到球形的转化,其中以无水乙醇作PCA时,粉末被细化的速率较高。以硬脂酸作PCA最终制得的粉末较以无水乙醇作PCA最终得到的粉末,粒度分布较为均匀,且细小颗粒的粒径分布较多。

Al-ZrOCl_2反应体系制备ZrAl_(3(p))+Al_2O_(3(p))/Al复合材料

从Al ZrOCl2 体系利用熔体直接反应法制备了原位ZrAl3 和Al2 O3 颗粒增强铝基复合材料。Al Zr O体系中原位形成的ZrAl3 具有四方结构 ,其最大尺寸为 4μm ,纵横长度比小于 2 .0。此外 ,还有一定数量的亚微米级Al2 O3 颗粒生成 ,其晶体为六方结构 ,纵横长度比大于 2 .0。ZrAl3(p) ,Al2 O3(p) /Al复合材料凝固组织中 ,随ZrOCl2加入量的增加 ,生成的颗粒尺寸更小 ,分布更均匀。拉伸试验表明 :Al ZrOCl2 体系制备的复合材料具有高的强度和塑性 ,断口组织中存在大量韧窝 ,韧窝中镶嵌着细小颗粒 ,属韧性断裂。

C/C-SiC复合材料表面Y_2O_3-ZrO_2-Al_2O_3涂层的涂刷法制备及其抗高温氧化性能

为了提高C/C复合材料的抗高温氧化性能,用包埋法在C/C复合材料表面制备SiC内涂层,再在其上刷涂制备Y2O3-ZrO2-Al2O3多组分涂层,对制备涂层的各种影响因素进行分析,确定最佳制备工艺,并考察了该涂层的组织结构和抗高温氧化性能。结果表明:最佳制备条件为以SiC为内涂层、10%聚乙烯醇(PVA)为分散剂,以Y2O3,ZrO2,Al2O3,Si及C为原料,室温涂覆,升温到1 873 K保温30 min,反复进行5次;该涂层在1 873 K下氧化19 h,失重率仅1.76%,有良好的短期抗高温氧化性能,氧化29 h时失重率为6.23%,涂层可能已破坏失效;涂层的失效是由于其表面形成的孔洞和裂纹不能愈合而导致的。

纳米SiC颗粒复合对Al_2O_3-ZrO_2陶瓷材料力学性能的影响

研究了纳米SiC颗粒复合对Al2O3＿ZrO2陶瓷材料力学性能影响的两个因素,即ZrO2的相变强韧化和纳米SiC颗粒的弥散强韧化。实验发现,处于晶界的纳米SiC颗粒,有松弛晶界应力的作用,使得样品中在室温下保留的四方相含量减少,ZrO2的相变强韧化作用减小,但纳米SiC颗粒在晶界处对裂纹的钉扎作用又改善了材料的力学性能。如果两个因素能协调作用,将会使强韧化效果增大,反之则会降低。

WC/Al_2O_3颗粒增强Cu基复合材料爆炸粉末烧结实验研究

利用爆炸粉末烧结工艺,探索WC/Al2O3同时作为增强基颗粒制取多种颗粒增强Cu基复合材料的可行性,同时分析了工艺参数对压实坯致密度的影响。研究了复合材料的微观组织和致密度、韧性和硬度等性能,爆炸粉末烧结法可以成功制出WC/Al2O3/Cu多种颗粒增强金属基复合材料。

溶胶-凝胶法制备Al_2O_3-ZrO_2复合纤维

以无水氯化铝、铝粉、碱式碳酸锆、醋酸钇和醋酸为原料,通过溶胶-凝胶法和离心纺丝技术制备了连续Al2O3-Zr O2(3mol%Y2O3)复合纤维。并用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、热重(TG)分析仪、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对其进行了表征。结果表明,前驱体溶胶具有良好的稳定性和可纺性。凝胶纤维最大长度达70 cm,1200℃热处理后,完全转变成α-Al2O3和t-Zr O2相。凝胶纤维经干燥后,具有光滑的表面和均匀的直径,约为9μm。随着热处理温度的升高,晶粒逐渐长大、纤维强度逐渐下降。

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。

用球化处理的粉末热压制备Cu-Al_2O_3复合材料

由机械合金化法(MA)制得纳米Al2O3颗粒弥散镶嵌于较软微米Cu颗粒表面的复合粉,利用球形化工艺改善所制得复合粉的形貌及工艺性能,然后通过热压法制备Cu-Al2O3复合材料。通过电导率测试、抗拉强度测试、密度测试、SEM形貌和断口分析、微区成分分析,研究了Al2O3质量分数分别为0%、0·5%、1·5%、2·5%时Cu-Al2O3复合材料的组织和性能。结果表明,随Al2O3质量分数增加,材料的抗拉强度总体增加,电导率、伸长率总体降低,Al2O3质量分数在1·5%时制得的复合材料具有较高的综合性能,此时σb=298MPa、δ=12·1%、电导率为88%IACS;质量分数继续增加会使纳米Al2O3颗粒发生局部团聚;在拉伸受力时复合材料发生延性断裂。

Al_2O_3粉末对ZrO_2-TiB_2-Al_2O_3纳米复合陶瓷材料力学性能的影响

为了改善ZrO2陶瓷材料的综合力学性能,探讨了添加不同粒径和含量的Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料微观结构和力学性能的影响.采用真空热压烧结工艺制备了ZrO2纳米复合陶瓷材料,烧结温度为1 450℃,热压压力为30MPa,保温1h.结果表明:微米Al2O3粉末的体积分数为10%时,ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料的抗弯强度最高,可达743MPa;添加纳米Al2O3粉末对材料的韧性提高明显,最高可达11.37MPa.m1/2,但不同粒径的Al2O3粉末对材料的硬度影响则不明显,材料的硬度随Al2O3含量的增加而增加.

Al-ZrOCl_2-B_2O_3体系反应合成复合材料研究

开发了AlZrOCl2B2O3原位反应新体系,采用熔体反应法以AlZrOCl2B2O3粉剂为反应物成功制备了(ZrB2+ZrAl+Al2O3)p/Al复合材料。扫描电镜(SEM)分析表明,该体系生成的复合材料的颗粒细小(≤2μm),且弥散分布于基体中;反应生成的颗粒体积分数随起始反应温度的提高和反应时间的延长而增大,但当温度升至900℃时,颗粒有聚集长大的趋势。通过水淬试样分析,该体系反应的动力学机制为反应破裂扩散机制。

片状粉末冶金Al_2O_3/Al复合材料的热变形及加工图（英文）

采用Gleeble-1500D热模拟试验机在300~450°C、0.001~1.0 s-1条件下对不同铝片层厚度的Al2O3/Al复合材料进行变形行为研究。实验结果表明,在设定的温度下,流变应力随着应变速率的增加而增加,而在设定的应变速率下,流变应力随着温度的升高而降低。在所采用的实验条件下,片层Al2O3/Al复合材料的高温流变行为可以用双曲正弦函数来描述。Al2O3/Al-2μm和Al2O3/Al-1μm复合材料在进行真应变为0.6的热变形时最优加工工艺参数分别为300~330°C,0.007~0.03 s-1和335~360°C,0.015~0.06 s-1。而热加工图也明确了此两种复合材料的流变失稳区。