含LiAlO2-Y2O3复合助烧剂的氮化硅陶瓷低温致密化研究

以高α相含量的Si3N4粉体为主要原料,LiAlO 2-Y2O3作为复合助烧剂,在无压条件下烧结Si3N4陶瓷,研究了LiAlO2-Y2O3助烧剂体系对Si3N4陶瓷烧结致密化过程、相变过程和显微结构的影响。结果表明:LiAlO2-Y2O3助烧剂对Si3N4陶瓷致密化温度的降低和相转变速率的提高有明显作用,在1500℃有低共熔点液相LiAlSi 3O 8生成,且α-Si3N4向β-Si3N4的相转变开始进行,埋碳烧结时被氧化部分为试样表面。在LiAlO2-Y2O3助烧剂体系中,对Si3N4陶瓷低温致密化起主导作用的是LiAlO 2,当LiAlO 2加入量为8%(w)时试样的相对密度达到98.1%,且可以得到发育良好的柱状β-Si3N4晶粒。而Y2O3对α-Si3N4向β-Si3N4的相转变速率有明显提高,随着Y2O3加入量的增加,β-Si3N4转化率随之提高。当Y2O3加入量为8%(w)时β-Si3N4转化率达到91%。

LiAlO2为烧结助剂低温无压烧结制备致密Si3N4陶瓷

以高α相含量的Si3N4粉体为主要原料,LiAlO2作为烧结助剂,在1650℃无压烧结制备Si3N4陶瓷。研究LiAlO2烧结助剂含量(质量分数分别为6%、9%、12%、15%、18%)及保温时间(1、4、7、10 h)对Si3N4陶瓷试样的线收缩率、质量损失率、相对密度、相组成以及显微结构的影响。结果表明:LiAlO2能够显著降低Si3N4陶瓷的致密化温度。随着LiAlO2含量的增加,试样的相对密度先增大后减小,烧结助剂含量为12%(w)时相对密度达到97%以上。而β-Si3N4转化率随着LiAlO2含量的增加而升高。LiAlO2含量为12%(w),保温时间为4 h时,试样的相对密度达到最高。随着保温时间继续延长,相对密度略有降低。但β-Si3N4转化率则随着保温时间延长而不断升高。

助烧剂对Al_2O_3-SiC-C捣打料烧结性的影响

以高铝矾土、棕刚玉为骨料 ,矾土粉、SiC粉、石墨为基质料 ,以磷酸二氢铝和沥青粉为复合结合剂 ,另加少量α Al2 O3微粉 ,制成了Al2 O3-SiC-C捣打料。研究了硅粉、硼酸、SiO2 微粉以及硼酸 +SiO2 微粉 4种助烧剂对捣打料烧结性的影响。结果表明 ,这些助烧剂均对捣打料有助烧结作用 ,且有抗氧化作用 ,其中以加入硼酸 +SiO2 微粉的复合助烧剂的助烧结和抗氧化作用效果最佳。

复合助烧剂对Gd_2O_3-UO_2芯块微观结构的影响

Gd2O3-UO2可燃毒物燃料是近年来核电站采用较为普遍的可燃毒物之一.本文研究了在Gd2O3-UO2芯块中添加Al2O3、TiO2、V2O5各150μg/g的复合助烧剂对芯块微观结构的影响.研究表明添加复合助烧剂后可以降低Gd2O3-UO2芯块的致密化温度,在H2气氛中,1500℃烧结4h后的Gd2O3-UO2芯块的密度可达～97%TD.芯块的闭口L在1400～1750℃整个温度范围内一直呈下降趋势,烧结温度为1750℃时芯块中气孔数量比1600℃时减少,但单个气孔体积增大,其主要机制可能是小气孔之间发生融合.添加助烧剂后,在1400～1600℃温度之间晶粒生长速度出现不一致,部分晶粒开始迅速生长,晶粒大小分布出现双峰现象;当温度为1750℃时,晶粒大小分布为正态分布,双峰现象消失,平均晶粒尺寸约为25 μm.

助烧剂与脱胶工艺对微波烧结Al_2O_3陶瓷性能的影响

采用微波烧结方式制备Al_2O_3陶瓷,研究了助烧剂含量和素坯脱胶工艺对Al_2O_3陶瓷微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:相较于传统无压烧结,微波烧结有利于降低Al_2O_3陶瓷的烧结温度,并提高致密度和力学性能。脱胶后烧结体晶粒结合更加紧密,界面结合强度有明显提高,断裂模式以穿晶断裂为主。当Mg O与Y2O3添加量为0.7wt%时,Al_2O_3陶瓷致密度稳定在99.1%以上,断裂韧度和维氏硬度分别达到4.9 MPa·m1/2和17.0 GPa。

助烧剂Bi_2O_3对叠层片式电感器性能及外观的影响

采用EDX、SEM等分析方法并结合实际生产,研究了助烧剂Bi2O3添加量对低温共烧叠层片式铁氧体电感器(MLCI)性能和外观的影响。结果表明:w(Bi2O3)为3%时,MLCI的质量最好。w(Bi2O3)为1%时,MLCI的烧结收缩率偏大,电感量和品质因数偏低;w(Bi2O3)为5%时,MLCI的品质因数偏低,直流电阻偏高,内电极银严重扩散,且表面出现金属斑点。

助烧剂和基料晶粒尺寸对BaTiO3-Nb2O5-Co3O4-La2O3系陶瓷性能影响

采用固相反应法制备温度稳定型BaTiO3-Nb2O5-Co3O4-La2O3体系陶瓷材料,研究了助烧剂ZnO-B2O3和BaTiO3基料晶粒尺寸对瓷料性能的影响。实验结果表明,适当用量的助烧剂引入,瓷料可以在900~1000℃范围内实现烧结,并保持X7R、X8R特性所需的介电性能。同时,制得的陶瓷材料晶粒为亚微米级,粒度分布范围窄,有利于减薄MLCC的介质厚度。BaTiO3基料的晶粒尺寸对陶瓷材料的介电性能有明显影响。当基料为900℃预烧的小晶粒BaTiO3时,在助烧剂掺杂量为最优值时,样品烧结后致密度高,损耗小,介电常数处于峰值。此后,随着助烧剂含量增加,介电常数逐渐下降;当基料是1000℃预烧的大晶粒BaTiO3时,随着助烧剂的掺杂量增加,样品烧结后的直径收缩、介电常熟、介电损耗也一直增加,并不在某点出现峰值。

Li2ZnTi3O8掺杂对0.7CaTiO3-0.3NdAlO3微波介质陶瓷低温烧结及介电性能的影响

采用固相合成法制备0.7CaTiO3-0.3NdAlO3微波介质陶瓷,研究添加不同含量的Li2ZnTi3O8,在不同的烧结温度下,对其烧结特性和微波介电性能的影响。结果表明,掺入Li2ZnTi3O8烧结温度降低了150℃;Li2ZnTi3O8不同添加量下,其介电常数随烧结温度升高而增大,但增加不明显;而随着添加量的增加,其介电常数也随之增大。品质因素随着烧结温度升高而升高,随着Li2ZnTi3O8添加量的增大而降低。添加1 wt%Li2ZnTi3O8的陶瓷样品在1400℃烧结,性能最佳,介电常数达到46,品质因素可达到25000 GHz。

ZrO_2/Al_2O_3复相陶瓷的制备及性能研究

本文以工业用ZrO2和α-Al2O3微粉为原料,通过干压成型和常压烧结工艺制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷。通过检测复相陶瓷的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、烧后线变化率和热震稳定性,研究不同α-Al2O3微粉加入量及添加剂Y2O3对ZrO2/Al2O3复相陶瓷烧结性能、常温强度、热震稳定性及微观结构的影响,并通过SEM方法对烧后试样的微观结构进行表征。结果表明:系统配料中加入Al2O3会降低ZrO2/Al2O3复相陶瓷的致密度,常温强度随着Al2O3加入量增大而呈现先增大后减小趋势,然而热震稳定性有一定程度改善。Y2O3作为一种助烧剂可以促进ZrO2/Al2O3复相陶瓷结构内晶粒长大,加入Y2O3有利于增强复相陶瓷的烧结性。

低含量ZrO_2与MgO对Ce-TZP/Al_2O_3纳米复合陶瓷强度的影响

采用共沉淀法制备Ce-TZP(CeO2稳定四方ZrO2)凝胶,并与纳米α-Al2O3混合,将ZrO2体积分数含量分别为5,10,15,20,25%的凝胶在700℃热处理,得到Ce-TZP/Al2O3纳米复合粉体,用XRD对复合粉体进行了晶相分析。在1600℃烧结,得到Ce-TZP/Al2O3纳米复合陶瓷,对纳米复合陶瓷进行了三点弯曲强度测试。研究发现,当Ce-TZP体积分数含量为20%,MgO质量分数含量为0.1%时,Ce-TZP/Al2O3纳米复合陶瓷的弯曲强度达到580 MPa。并采用阿基米德法测量其相对密度,以及XRD分析其相组成和SEM观察其微观结构。

添加助烧剂对CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料性能的影响

采用固相合成法制备出尖晶石结构CoFe_2O_4粉末和钙钛矿结构BaTiO_3,并按照2∶8的摩尔比将粉末混合,随后添加不同的助烧剂。研究多种助烧剂对制备出的CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料成分、微观形貌、介电性能、铁电性和磁性能的影响。结果表明:仅添加助烧剂Bi2O3,难以达到烧结致密的目的;当助烧剂中含有CaCO3-SiO2时,有效提高了CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料的烧结性能,在相同的烧结温度下,CoFe_2O_4/BaTiO_3复相多铁材料致密度得到提升,且介电性能、铁电性、磁性能均有一定程度的优化。

转炉用水系大面修补料的研制

采用电熔镁砂为主要原料,添加α-Al2O3微粉、钛白粉、结合剂、助烧剂、缓凝剂、添加剂、减水剂制备了10种转炉用水系大面修补料试样。研究了添加种类和加入量对转炉水系大面修补料流动值、黏结强度及中温/高温抗折强度的影响。结果表明:6#试样综合性能最好,能快速烧结,且强度高,寿命长。