MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2/Al2O3基LTCC材料性能研究

采用MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2玻璃与Al2O3复合烧结,制备了MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2/Al2O3基LTCC复合材料。借助DTA、XRD、SEM和电性能测试手段,系统研究了玻璃/Al2O3比例和烧结温度对复合材料结构与性能的影响。结果表明,MgO-SiO2-BaO-CaO-ZrO2玻璃是一种微晶玻璃,析出CaMg(SiO3)2相,但复合材料在析晶过程中与Al2O3发生反应,主要物相是Al2O3、BaAl2SiO8以及玻璃相。提高玻璃粉含量和烧结温度均能够提升致密性,当玻璃含量为质量分数50%~55%时,该复合材料在880~900℃即可烧结致密,具有εr=8. 1~8. 4、tanδ=0. 0010~0. 0013@13 GHz,σ> 300 M Pa等优异的综合性能,满足LTCC滤波器集成化、小型化和高可靠性的制作要求。

CaO-ZrO_2纳米粉体的制备和表征

采用醇 水法和柠檬酸络合法制备了CaO ZrO2 粉体 ,用XRD和TEM等手段对粉体的结构和形貌进行了表征。结果表明 :醇 水法所得粉体的粒径在 70nm左右 ,基本无团聚体存在 ;至 80 0℃时 ,晶粒已经发育完好 ,与固相法相比 ,其合成温度降低了 60 0℃左右 ;晶型结构为四方晶型 ,无单斜相存在。而柠檬酸络合法所得粉体中含有大量单斜相。将醇 水法所得粉体加入到BaTiO3中 ,进行烧结实验 ,与固相法合成的CaO ZrO2 粉体相比 ,它使BaTiO3的烧结温度降低了 2 0℃左右。

脱硅氧化锆对MgO-CaO-ZrO_2材料性能的影响

为提高精炼炉用镁钙砖的抗侵蚀性,系统地对烧成温度及加入量进行探索,通过实验数据的对比,得出5%脱硅氧化锆加入量,1650℃×2h烧成,是合成MgO-CaO-ZrO2材料的最佳生产工艺参数。

BaO-CaO-ZrO_2三元系的评估及其在新耐火材料设计中的应用

BaO-CaO-ZrO2是一个重要的锆酸盐陶瓷材料三元体系,但该体系的相图和热力学资料却很少。在评估BaO-CaO,BaZrO3-CaZrO3二元体系现有相图和热力学数据的基础上,采用CALPHAD(calculation of phase diagram)技术进行了相图优化计算,并对一些存在分歧的相进行了分析。利用子二元体系CaO-ZrO2,BaO-ZrO2相图预测了BaO-CaO-ZrO2体系在1941K和2041K时的等温截面。最后,以BaZrO3和CaZrO3为基元材料设计出新型复合耐火材料Ba0.96Ca0.04ZrO3。它能为开发用于钛合金熔炼和铸造用的耐火材料提供参考。

纳米固体碱CaO-ZrO_2催化红麻籽油制备生物柴油

采用溶胶-凝胶法制备了CaO摩尔分数为10%～50%的CaO-ZrO2系列纳米催化剂,将其用于催化红麻籽油制备生物柴油,通过CO2-TPD、XRD和TEM等测试技术对催化剂的碱性、结构和表面形貌进行表征。结果表明,CaO摩尔分数低于30%时,CaO与ZrO2形成连续固溶体,催化剂具有良好的热稳定性能,粒径为10～20 nm。催化实验表明,当CaO摩尔分数为30%时,CaO-ZrO2催化剂具有最好的催化活性,甲醇与红麻籽油的摩尔比为12∶1、催化剂为油料质量比的2.5%、反应时间3 h时,最高转化率可达到93.2%。

一种新型固体碱高稳定性介孔CaO-ZrO_2的制备及性能

采用可控的溶胶-凝胶法制备了一种新型的介孔CaO-ZrO2固体碱。小角XRD、TEM、低温氮吸附等分析都表明,该介孔固体碱具有优良的热稳定性,即使在700℃依然能保持介孔特征。CO2-TPD测定发现该材料表面具有3种不同的碱性位,且强碱性位数目随着CaO含量增加而增加。研究还发现该介孔固体碱在甲醇与碳酸丙烯酯反应合成碳酸二甲酯中,表现出良好的活性与稳定性,在线运行120 h后,反应物转化率没有明显下降。

纳米ZrO_2(CaO)复合粉体的制备研究

采用化学沉淀法合成了ZrO2(CaO)复合粉体,并讨论了反应条件对样品的影响,通过DTA、XRD、分光光度计等手段对产品进行了表征,结果表明:采用合适的合成条件可以得到粒度分布均匀、粒径约35.2nm的ZrO2(CaO)复合粉体,采用合适的CaC l2/ZrOC l2.8H2O的量比可以得到ZrO2(CaO)的完全固溶体。

CaO对提高Er^(3+)/Yb^(3+)共掺ZrO_2上转换发光效率的研究

采用固相反应法在1000℃烧结得到了Er3+/Yb3+共掺杂ZrO2-CaO粉末样品,样品在980 nm激发下发射较强的绿红光,发射光谱显示三个主要发射峰,中心波长依次为658 nm、544 nm和530 nm,文中利用速率方程讨论了样品的上转换发光与抽运功率的关系,对绿红光的上转换发光途径进行了分析。通过XRD检测发现,在ZrO2基质中加入适量的CaO有利于提高样品的上转换发光效率。

(Y_2O_3,CaO)复合掺杂ZrO_2材料的交流复阻抗研究

借助交流复阻抗技术对（１－０．０８ｙ－０．１２ｘ－ＺｒＯ２－０．０８ｙＹ２Ｏ３－０．１２ｘＣａＯ（ｘ＋ｙ＝１，ｘ：０～１）系统在５２３～９７３Ｋ内的导电行为进行了研究。发现随着 ＣａＯ含量增加，该系统的晶粒电导活化能的增加，而晶界电导活化能则呈现先降后升的趋势．本文对上述现象进行了初步分析。

ZrO_2/CaO比不同对ZrO_2·CaO材料组织结构的影响

连铸浸入式水口中Al_2O_3的堵塞,阻碍了连铸优质钢的发展,新型锆钙碳质水口的应用取得了良好效果,这种水口的主要成份即ZrO_2、CaO,由于CaO的水化问题,使得钙质材料应用受到了限制。本试验采用不同ZrO_2/CaO比的成分设计,观察了其组织结构的变化,找出了防止CaO水化的CaO添加范围。

含FeO熔渣对ZrO_2固体电解质侵蚀性研究

采用热力学计算软件FactSage中的Equilib平衡计算模块,模拟研究静态条件下SiO2-CaO-Al2O3-MgO-FeO五元渣系对ZrO2材质的侵蚀特性。利用MgO稳定的ZrO2固体电解质管与碳饱和铁液以及酸性渣构建可控氧流电池,分别进行电池在开路条件与外加电势条件下的侵蚀实验,并通过SEM、EDS分析检测,讨论酸性渣可控氧流电解时ZrSiO4新相的形成机理以及对固体电解质导电性能的影响。结果表明,ZrO2的侵蚀程度随温度的升高和渣中FeO含量的增加而增加;在低碱度和高碱度条件下,熔渣与氧化锆之间分别会有ZrSiO4和CaZrO3生成;相对于静态以及开路条件,外加电势电解条件下酸性熔渣与氧化锆之间易形成新相层,从而显著增大电池内阻,阻碍氧离子迁移,但也能减轻或阻碍熔渣对ZrO2固体电解质的渗透侵蚀;可控氧流电解时酸性渣中初始FeO含量最好低于20%,碱度R最好在0.23～0.80之间。

低温热处理制备立方相纳米(ZrO_2)_(0.9)-(CaO)_(0.1)粉末

以ZrOCl2,Ca(NO3)2和NH3.H2O为原料,用液相化学共沉淀法制备(ZrO2)0.9-(CaO)0,1粉末,经过600℃热处理,用TEM观察形貌,BET测定粒子尺寸,XRD和Raman光谱分析相结构.结果表明:粉末样品的粒径为8.9nm,晶粒表现为0.5nm的立方相结构.

ZrO_2掺杂对SACM高强度玻璃纤维结构性能的影响

以SACM(SiO_2-Al2O3-CaO-MgO)高强玻璃纤维体系为基础,掺杂不同质量分数的ZrO_2,研究其玻璃的结构和性能。结果表明:在SACM高强玻璃纤维体系中,玻璃纤维直径越小,其拉伸强度和断裂伸长率越大;随着ZrO_2质量分数的增加,玻璃纤维的拉伸强度和断裂伸长率均呈现先增大后减小的趋势;玻璃样品的质量损失率则呈现先减小后增大的趋势,而玻璃转变温度和软化温度在ZrO_2质量分数为1%时,出现极大值。

ZrO_2对CaO-SiO_2系玻璃析晶的影响

通过DSC曲线研究了不同含量的ZrO2对CaO-SiO2系玻璃析晶的影响,根据JMA方程计算动力学参数(如析晶活化能E、频率因子ν、晶化指数n)。从计算结果可以看出,随着ZrO2含量的增加,析晶活化能E减少,而频率因子ν和晶化指数n增加。当ZrO2含量为7%时,E值最小:235.58kJ/mol;n值最大:4.70。说明ZrO2在CaO-SiO2玻璃体系是有效的晶核剂。

CaO对Cu-ZnO-ZrO_2催化CO_2加H_2合成甲醇性能影响

用CaO作为改性助剂,采用并流共沉淀法制备了CuO∶ZnO∶ZrO_2为5∶4∶1(物质的量比),CaO添加量为0、1%、2%、4%、8%、16%(摩尔分数)的六组催化剂。用X射线衍射(XRD)、微商热重(TG-DTG)、傅里叶红外(FT-IR)、N2吸附脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)、CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)对催化剂进行了表征。用自制固定床评价了催化剂活性。结果表明,添加CaO后,催化剂路易斯酸性和表面碱性增强;催化剂母体中高温碳酸盐含量增加,热稳定性增强,CuO颗粒粒径变小,Cu-Zn协同作用增强,Cu比表面积增大,分散性变好。催化剂活性受到表面酸碱性、铜比表面积、Cu-Zn协同作用和铜分散性共同影响。当CaO为2%时,铜比表面积为79.3 m2/g、铜分散度为34.8%、CO_2转化率为24.55%、甲醇选择性为19.01%、甲醇收率为0.044 g/(gcat·h),催化剂活性最好。过量CaO占据催化剂孔道和覆盖表面活性位,使催化剂路易斯酸性和表面碱性过强,CuO与H_2有效接触减少,CO_2难以脱附,催化活性下降。因此,适量CaO(2%)添加可促进CO_2加氢反应合成甲醇。

SiO_2掺杂CaO/ZrO_2催化剂催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇

以正硅酸乙酯和硝酸氧锆为前驱体,制备Si O2掺杂的Ca O/Si O2-Zr O2催化剂,考察其催化1,4-丁二醇选择性脱水合成3-丁烯-1-醇的反应性能,并借助X射线衍射、低温N2物理吸附、NH3和CO2程序升温脱附、红外光谱等手段对催化剂进行表征。结果表明,Si O2的掺杂使催化剂表面的酸碱活性中心明显增多,表现出优异的催化1,4-丁二醇合成3-丁烯-1-醇的催化性能。在反应温度330℃和1,4-丁二醇流速为2 m L·h-1条件下,1,4-丁二醇转化率97.3%,3-丁烯-1-醇选择性80.4%。

添加ZrO_2对镁钙砂抗水化性能的影响

以w(CaO)为55%的镁钙砂细粉为原料、ZrO_2为添加剂,在1550℃温度下烧结5h制备镁钙试样,研究了添加ZrO_2对镁钙试样物相组成、显微结构、烧结性能和抗水化性能的影响。结果表明,添加ZrO_2能促进镁钙材料的烧结,且随着ZrO_2加入量的增加,试样的体积密度逐渐增大,显气孔率减小,抗水化性能逐渐增强,这是由于ZrO_2的加入增大了Ca^(2+)的空位浓度,有利于Ca^(2+)的扩散,促进了镁钙试样的烧结致密化和试样中CaO晶粒的长大。此外,ZrO_2还可与游离态CaO反应生成不易水化的CaZrO_3,该反应发生在晶界等容易水化的部位,改变了镁钙试样的显微结构,又进一步提高了材料抗水化性能;当ZrO_2添加量超过5%后,试样的各项性能变化趋于平缓。综合考虑,该镁钙试样中ZrO_2的适宜添加量为5%。

固体碱CaO/ZrO_2催化水解氟利昂

采用沉淀过饱和浸渍法制备CaO/ZrO_2固体碱催化剂,考察了催化水解温度对氟利昂(HCFC-22)降解率的影响以及催化剂的使用寿命。结果表明,当水解温度为360℃时,降解率达到最大为97.09%,且该催化剂在连续反应40 h后,HCFC-22的降解率仍保持在60%以上。

纳米晶ZrO_2(CaO)∶Er^(3+)的制备及发光性质研究

用化学共沉淀法制备了Er3+掺杂浓度不同、煅烧温度不同的纳米晶ZrO2(CaO)∶Er3+系列发光粉体,所制备的粉体均具有Er3+离子特征强室温荧光发射.同时观测到Er3+离子的上转换发射.讨论了上转换发射的跃迁机制,976 nm激发下的上转换过程是双光子过程.荧光强度与掺Er3+浓度关系研究表明:在相同条件下,用378nm荧光激发,分别测量了Er3+不同浓度800℃煅烧样品的发射谱,掺Er3+浓度达0.6%(摩尔分数)时达到最大,然后又随之降低.