草酸盐共沉淀法合成Mn掺杂的BaTiO_3陶瓷微球

用草酸盐共沉淀法制备了Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球,并探索了用此方法制备Mn掺杂的BaTiO3微球的最佳工艺条件。借助差热-热重、X射线衍射和扫描电子显微镜等手段对样品进行了表征。实验结果表明:该方法可以制备出掺Mn钛酸钡陶瓷微球,并且在适宜的掺杂量,反应温度和煅烧温度等反应条件下,可以制得平均直径1.5μm的Mn掺杂的BaTiO3陶瓷微球。

琼脂含量对Li_2TiO_3陶瓷微球制备工艺的影响

Li2TiO3陶瓷具有Li原子密度较高、化学稳定性好、氚滞留量低、与结构材料的相容性好、低温下氚的释放性能优异等优点,已经成为聚变反应堆包层用氚增殖剂候选材料之一。以琼脂为凝胶剂、Li2CO3和TiO2粉体为原料,探讨了直接湿法制备Li2TiO3陶瓷微球的成球机理,研究了琼脂和水的含量对陶瓷微球球形度和显微结构的影响。结果表明,琼脂质量分数为Li2TiO3粉体质量的3%、水浴温度为85℃时所制备的陶瓷微球具有较高的球形度。1 300℃烧结的Li2TiO3陶瓷微球具有较高的烧结密度,可达理论密度的84.9%。陶瓷微球富含微孔结构,孔径尺寸主要分布在0.03～0.20μm。

3M^(TM)实心陶瓷微球在瓷器补配中的性能研究

瓷器文物补全时使用的复合材料被称为补配材料,目前常用于瓷器文物修复的补配材料普遍存在耐老化性能差和力学性能不足的问题。3M^(TM)实心陶瓷微球是一款球形陶瓷材料,具有硬度高、白度高和耐腐蚀等特点,能够有效增强材料的耐老化性能和力学性能。本文以三款市售的陶瓷微球(W-210、W-410和W-610)为研究对象,以常用瓷器补配材料碳酸钙作为对照组,在强紫外光辐照老化、弱紫外光辐照老化、湿热干冷交替老化和未老化四种试验条件下,对试样进行抗折测试、抗拉测试、抗冲击测试、硬度测试、色差测试和光泽度测试。结果表明,3M^(TM)实心陶瓷微球的耐老化性能和力学性能均优于碳酸钙,其中陶瓷微球W-410的耐老化性能和力学性能最优。与碳酸钙对照组相比,试验组力学性能综合提升25%~30%,耐老化性能综合提升50%,可作为新型补配材料应用于瓷器修复。

镍掺杂对α-Al_2O_3烧结过程、微观结构及力学性能的影响

首先采用非均相沉淀包裹法制备金属镍包裹α-Al2O3复合微球粉体,然后采用热压烧结制备了Al2O3/Ni金属陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)对复合粉体及热压烧结产物的成分和结构进行了表征,利用阿基米德法测量了复合陶瓷的密度,分别通过三点弯曲法和单边切口横梁法对陶瓷试条的抗弯强度和断裂韧性进行评估。研究发现:金属镍的引入活化了α-Al2O3的烧结,镍粒子均匀地分布在氧化铝的晶界上,增加了弱界面,提高了氧化铝的断裂韧性,最高可达7.62MPa·m1/2。

纳米BaTiO3粉末的制备及烧结工艺的优化

利用溶胶-凝胶工艺制备了成分均匀、尺寸分布窄的BaTiO3陶瓷纳米微粉，分析了AST掺杂、烧结温度和保温时间对BaTiO3陶瓷显微形貌的影响，利用人工神经网络(ANN)BP模型优化工艺参数，获得了具有结构致密dr=98％、粒度均匀dmax／da=1．20、晶粒尺寸da=2μm的BaTiO3陶瓷。

基于显微CT技术的陶瓷粉末颗粒及内部孔隙三维可视化研究

以YSZ陶瓷粉末为研究对象,通过SEM观察微观形貌,测量其平均粒径为27.8μm。利用显微CT技术对陶瓷粉末及内部孔隙进行了三维可视化成像,定量分析了粒径、球度、比表面积等几何特征参数,结果显示粉末的平均粒径和内部孔隙的孔径分别为20.85μm和4.89μm;平均球形度为0.52和0.59;平均比表面积为0.96μm^(2)·μm^(-3)和5.73μm^(2)·μm^(-3)。由此可见,显微CT技术是一种表征陶瓷粉末颗粒及内部孔隙三维形貌的理想工具,与SEM技术相比更有利于获得代表性的结果。

浸没于液体中钛酸钡微球(n>2)的纳米成像

由于光学衍射极限的存在,传统的光学显微镜不能分辨特征尺寸小于衍射极限的微小特征,使用范围受限,许多研究工作者在如何打破衍射极限,提高光学显微镜效率方面做了大量的研究。其中,利用光学玻璃微球可以辅助传统光学显微镜分辨小于光学衍射极限的微小特征。本研究将高折射率(n~2.2)BaTiO_(3)玻璃(BTG)微球浸没在不同折射率的液体中用来辅助传统光学显微镜,以实现纳米成像。在波长为405 nm的入射光照射下,可以很清晰地观察到蓝光光盘样品100 nm宽的纳米特征尺寸;通过调整玻璃微球与周围介质折射率对比度可以优化纳米成像的质量,将BTG微球浸没于折射率为1.46的液体中,得到的虚像质量最好。这种高折射率微球的纳米成像技术在纳米光子学、生物医学和流体领域有着广泛的应用前景。

用锥光纤微球研究Er^(3+)/Yb^(3+)共掺氟氧玻璃陶瓷的发光特性

采用高温煅烧法制备了Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷新材料(41.2SiO2-29.4Al2O3-17.6Na2CO3-11.8LaF3-0.5ErF3-2.5YbF3),并制作了透明带柄微球.提出了用锥光纤微球耦合系统研究Er3+/Yb3+共掺的氟氧玻璃陶瓷材料发光特性的新方法.它具有所需激发光功率低、制备简便和便于测试的特点.用锥光纤作为耦合器将976 nm激光高效耦合入微球,并将产生的荧光和激光耦合出微球输到光谱分析仪,测量到了强的522,545和657 nm上转换荧光,也测到Er3+产生的1562 nm激光振荡光谱图.分析了Er3+/Yb3+共掺氟氧玻璃陶瓷微球中Er3+上转换发光的机理、发光效率高的机理,分析了在氟氧玻璃陶瓷微球中产生激光振荡阈值比在SiO2基质微球中高的机理.

一种SiO_(2)微球改性磷酸盐浆料的制备

针对复杂精密结构的磷酸盐陶瓷部件的需求,采用SiO_(2)微球作为流变改性剂,开展可满足3D打印工艺条件的磷酸盐陶瓷浆料的研究,探索3D打印磷酸盐陶瓷技术并对磷酸盐陶瓷力学性能、隔热性能和微观形貌进行分析。研究结果表明,SiO_(2)微球用量为15%时,磷酸盐浆料具有最适合3D打印的黏度和模量。且该配方打印出的磷酸盐陶瓷拥有较好的介电性能、力学性能、隔热性能和微观形貌。介电常数可达到2.94,损耗正切值为8.0×10^(-3);弯曲强度达到0.98MPa;导热系数达到0.18 W/(m·K),陶瓷密度为0.37 g/cm^(3)。