MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的制备和性能研究

利用熔融盐相变材料的高潜热和MgO陶瓷基体材料的耐高温和耐腐蚀等特性制备复合相变蓄热材料,同时为了提高蓄热材料的致密度,选用Bi2O3为粘结剂。采用阿基米德法得到相变蓄热材料的致密度,从而确定较理想的成型压力(表压)和成型时间分别为6 MPa和15 min,且通过XRD,TG-DTA,SEM和EDS检测分析,对MgO陶瓷基复合相变蓄热材料的性能进行初步研究。

Al2O3对MgO陶瓷微观结构和性能的影响

采用X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、电子万能试验机和Archimedes排水法研究了不同Al_2O_3添加量对MgO结构和性能的影响。结果表明:Al_2O_3的添加改善了MgO陶瓷的烧结性能;Al_2O_3与MgO反应生成起结合作用的MgAl_2O_4分布在MgO陶瓷晶粒的周围,使颗粒间结合紧密并填充孔隙,从而降低气孔率,提升致密度;当Al_2O_3添加量为20%时,在1500℃烧结2h的样品综合性能最好,此时样品的线收缩率为20.93%,体积密度为2.422 g·cm^(-3),气孔率为12.41%,抗弯强度为45.6 MPa;Al_2O_3加入提高了MgO陶瓷的抗热震性,Al_2O_3添加量为10%时,MgO陶瓷的抗热震性最好。

Y2O3对烧结透明MgO陶瓷性能的影响

以MgO粉体为原料,Y2O3为烧结助剂,将粉体直接干压成型后,采用真空烧结方式制备高致密半透明MgO陶瓷。实验研究了Y2O3的添加量对MgO陶瓷物相构成、致密性、透光率、显微结构及硬度的影响。研究结果表明,Y2O3能部分固溶在MgO中,提高MgO陶瓷的致密性、硬度和透光性;添加1.5wt%Y2O3制备的MgO陶瓷显气孔率较低,体积密度为3.542g/cm^3,相对密度达98.9%,硬度达8.07GPa,透光性能最好,在波长1400nm处,透光率达45.9%,在中红外区透光率高于90%。

碳纤维添加量对MgO-ZrO_2陶瓷抗热震性能和烧结性能的影响

以纳米MgO粉和ZrO_2纤维为原料,以短切碳纤维为添加剂,采用无压烧结工艺制备碳纤维增强MgO-ZrO_2陶瓷,研究了碳纤维添加量对陶瓷烧结性能、物相组成、抗热震性能和显微结构的影响.结果表明:随碳纤维添加量的增加,陶瓷的相对密度和线收缩率降低,显气孔率增大,碳纤维的添加不利于MgO-ZrO_2陶瓷的烧结;抗弯强度随碳纤维添加量的增加先增大后减小,当碳纤维的体积分数为20%时,陶瓷的抗弯强度最大,为287.15 MPa;碳纤维的添加能提高MgO-ZrO_2陶瓷的抗热震性能,当碳纤维体积分数为15%时,陶瓷的抗热震性能最佳.

料浆法制备FeCrAl合金基高温抗氧化MgO质陶瓷涂层

将陶瓷粘结料与重烧MgO制成料浆,采用喷涂工艺制备FeCrAl合金基高温(1200℃)抗氧化陶瓷涂层,系统地研究了重烧MgO含量对涂层抗氧能力的影响。结果表明:当重烧MgO的含量为30wt%、涂层厚度约为100μm,试样在空气中1200℃、360h抗氧化实验后,其氧化质量增加率约为合金基体的1/14。采用SEM、EPMA、XRD、热膨胀仪等测试手段对试样进行表征,揭示了涂层高温抗氧化能力与其组成及显微结构之间的关系。

高尺寸稳定性的MgAl_(2)O_(4)/MgO复合陶瓷型芯的制备

以镁铝尖晶石(MgAl_(2)O_(4))为原料,制备了新型MgAl_(2)O_(4)/MgO复合陶瓷型芯。用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的相组成,并用扫描电子显微镜(SEM)观察了陶瓷型芯的表面及断面微观形貌。结果表明,陶瓷型芯中的主晶相为镁铝尖晶石,次晶相为方镁石,镁铝尖晶石为陶瓷型芯骨架,骨架大颗粒之间填充有细方镁石颗粒。性能测试表明,添加镁铝尖晶石可抑制氧化镁的液相烧结,降低收缩率,同时可以显著提高陶瓷型芯的显气孔率和高温尺寸稳定性。含有60%镁铝尖晶石的MgAl_(2)O_(4)/MgO复合陶瓷型芯显气孔率为38.24%、收缩率为1.99%、室温抗弯强度为25.9 MPa、热膨胀率仅为1.61%。溶出实验结果表明,所制备的MgAl_(2)O_(4)/MgO复合陶瓷型芯能在温和条件下溶出,不对铸件造成化学腐蚀及机械损伤:在溶出液为20%有机弱酸乙酸溶液中,90℃溶出6 h后,型芯能够完全塌陷成粉末。

氧化镁陶瓷的烧结工艺研究

以硝酸镁、碳酸氢氨为原料,采用均相沉淀法制备碱式碳酸镁,经过不同温度煅烧制得MgO粉体,将粉体压制成型后,经不同温度下烧结,制备MgO陶瓷。TG-DTA、XRD和SEM分析结果表明:碱式碳酸镁的最佳煅烧温度为750℃左右,所制得的MgO粉体的晶粒大小为22.25 nm。MgO陶瓷最佳烧结温度为1500℃,所得到的陶瓷结构致密、气孔较少、收缩率较高、透光性最好。随着烧结温度的升高,MgO陶瓷中的晶粒有沿(200)晶面择优生长的趋势。

Al_2O_3对氧化镁陶瓷烧结性及抗热震性的影响（英文）

本文以纳米氧化镁,硫酸铝和氨水为原料,采用共沉淀法制备表面由Al_2O_3前驱体包覆的MgO陶瓷。对烧后试样进行常温烧结性能和抗热震稳定性能检测。试样相组成的确定和显微结构分析是分别通过XRD和SEM手段来进行的。着重研究了由前驱体转化得到的Al_2O_3作为烧结助剂对氧化镁陶瓷的烧结性及抗热震性的影响。结果表明:加入Al_2O_3后,试样中生成了镁铝尖晶石,提高了试样的致密度,最大可达到3.48 g/cm^3。在试样的显微结构中出现了大量微裂纹和粘连区域,一定程度上优化了试样的抗热震稳定性。

室温电流快速烧结氧化镁陶瓷工艺及机理

为了减少陶瓷烧结的能耗,降低烧结温度,探究常温下快速高效烧结陶瓷的制备方法。文中采用氧化镁为模型材料,使用LiCl溶液的辅助下通过将电流施加在生坯上进行室温下的陶瓷烧结,获得了一定致密度的MgO陶瓷。研究结果表明:阈值电场强度随着LiCl(烧结助剂)含量的增加而降低;升压速率与阈值电场强度呈反比关系。MgO陶瓷烧结的最佳工艺:LiCl的摩尔占比为10%,升压速率为50 V·s^(-1),烧结时间为60 s。通过模拟生坯快速升温时电导率的变化特征,提出了室温电流烧结陶瓷的机理:LiCl溶液中的Li^(+)和Cl^(-)为烧结初期提供电导载体;随温度升高,生坯中水分和部分LiCl挥发,部分LiCl熔化后继续使生坯保持导电,从而维持了陶瓷的电流烧结。

Y_2O_3与MgO复合掺杂ZrO_2材料的电性能研究

利用交流复阻抗分析技术对Y2O3与M gO复合掺杂Z rO2材料的电性能进行了研究。发现随着Y2O3掺入量的增加,参与跃迁的氧空位增多,并促进烧结体的密度提高,气孔率降低,使得晶粒边界的电阻减少,导致(Z rO2)1-x-y(YO1.5)x(M gO)y陶瓷电导率增大。烧结温度的提高也是增加(Z rO2)1-x-y(YO1.5)x(M gO)y陶瓷电导率的重要因素之一。

金属熔液对氧化镁陶瓷润湿行为研究进展

MgO陶瓷因各种优异性能在轻质高强的金属基复合材料、电子封装材料和涂层材料领域都具有广阔的应用前景,然而研究金属熔液对MgO陶瓷的润湿性是MgO陶瓷能否成功应用于这些领域的基础所在,因此研究金属熔液对MgO的润湿性就显得极为重要.本文通过综述Al/MgO陶瓷反应体系、Mg/MgO陶瓷非反应体系以及其它金属包括稀有金属、贵金属与MgO陶瓷润湿行为的研究进展,将各种金属熔液对于MgO陶瓷的润湿行为分为反应型润湿金属、非反应型润湿金属和非反应型难润湿金属等类型.此外还讨论了目前金属熔液与MgO陶瓷润湿行为研究中尚为存在的一些问题与争论,为金属熔液与MgO陶瓷润湿行为理解的进一步深入提供了支持.

Rubidium-modified bioactive glass-ceramics with hydroxyapatite crystals for bone regeneration

In order to study the influence of rubidium(Rb)addition on the phase composition,microstructure,mechanical properties and cell response of bioactive glass-ceramics,CaO−SiO2−Na2O−B2O3−MgO−ZnO−P2O5 glass system was designed with and without addition of Rb.The results show that hydroxyapatite(HA)and Mg−whitelockite(Ca18Mg2H2(PO4)14)crystalline phases are formed in the glass matrix without Rb.After the addition of Rb,only HA phase is detected.The grain size of the crystals in the glass-ceramics is larger with the addition of Rb than that of samples without Rb.Rb addition can improve the bending strength of glass-ceramics.The cultivation of human bone marrow mesenchymal stem cells(hBMSCs)on Rb-containing glass-ceramics demonstrates enhanced cell adhesion,proliferation and ALP activity.In conclusion,Rb-modified glass-ceramics exhibit good mechanical property,excellent bioactivity and biocompatibility,which have potential for bone regeneration application.

高致密氧化镁陶瓷制备工艺优化

以高纯工业MgO粉体为原料,经过不同的温度煅烧处理后,添加混合稀土金属氧化物为烧结助剂,并将粉体压制成型后,采用无压烧结方法制备致密的MgO陶瓷。对试样进行XRD测试和断口SEM观察,分析煅烧温度、烧结助剂添加量和升温速率对MgO陶瓷烧结致密化的影响。结果表明:随着煅烧温度的升高,MgO活性降低,不利于烧结;过快的升温速率使MgO晶体在到达烧结温度以前生长缓慢,气孔排出较慢,不利于致密化;添加一定量的混合稀土金属氧化物作为烧结助剂,可以显著降低MgO陶瓷的烧结温度,在1600℃烧结5h即可实现MgO陶瓷的致密化,烧结的陶瓷相对密度可达99%,开气孔率小于0.1%。

高纯致密氧化镁陶瓷的常压和真空烧结

MgO为重要的功能型材料,磁隧道结（MTJ）以MgO薄膜作为势垒层时在室温下具有巨大的隧穿电阻效应。实验采用冷等静压（CIP）工艺将高纯MgO粉末（纯度〉99.99%）压制成相对密度为60%左右的坯体,再在500℃充分煅烧后分别进行常压烧结和真空烧结。通过优化烧结工艺参数,可制备得到用于溅射沉积MgO薄膜的高纯高致密MgO陶瓷靶。为了探讨烧结温度、保温时间、烧结气氛对MgO陶瓷致密化和晶粒生长的影响,对烧结后的MgO陶瓷进行取样,并对试样进行金相（OM）观察、X射线衍射（XRD）测试、断面扫描电镜（SEM）观察。结果表明：与常压烧结气氛相比,真空烧结气氛能明显提高MgO陶瓷的致密度,且在烧结中后期封闭气孔形成后真空烧结的作用更显著;在真空气氛进行1500℃保温4 h烧结,可得到相对密度为99.12%,平均晶粒尺寸11.71μm的高纯MgO陶瓷;真空烧结的MgO陶瓷晶粒尺寸更均匀,尺寸标准差低于4.8μm,晶粒沿（200）方向择优生长的趋势更明显,而常压烧结的MgO陶瓷晶粒尺寸分布范围较广,晶粒的择优生长趋势不明显。