Ce掺杂对0.9Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.1LiNbO3高温无铅压电陶瓷性能的影响

本文采用固相法制备了Ce掺杂的0.9Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.1LiNbO3(NBN-LN+xwt%CeO2)层状高温无铅压电陶瓷;系统地研究了CeO2掺杂对NBN-LN陶瓷的物相、显微结构及电性能的影响;获得的样品均为居里点高于780℃的单一铋层状结构相陶瓷;当CeO2掺杂量x=0.75时,样品具有最佳电性能:d33=28 pC/N,kp=12.11%,tanδ=0.10%,Pr=9.50μC/cm2;且该组分陶瓷样品在700℃经退极化处理后,其d33仍保持在22 pC/N以上,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景。

Mn改性Na(0.5)Bi(2.5)Nb2O9高温压电陶瓷的研究

采用固相法获得了Mn改性的Na0.5Bi2.5Nb2O9（NBN＋xmol%MnCO3,0≤x≤10.0）铋层状压电陶瓷,并系统地研究了Mn（掺杂）对NBN基陶瓷显微结构与电性能的影响.结果表明,所有获得的样品都是居里点在700℃以上的单一相铁电体.加入Mn显著地提高了NBN系列陶瓷的机械品质因素Qm,明显改善了陶瓷的压电与机电性能.当MnCO3掺杂量为8.0mol%时,陶瓷获得最佳电性能：tanδ=0.749%,d33=20 pC/N,Qm=3120,kp=12.37%,kt=21.09%,Pr=7.01μC/cm2.NBN＋xmol%MnCO3（x=8.0）陶瓷经700℃退极化处理后,其d33保持为原来的75%（~15 pC/N）,表明该材料在高温领域下具有良好的应用前景.

MnO2对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3微观结构和微波介电性能的影响

研究了MnO2助烧剂对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微观结构和微波介电性能.MnO2可以有效地使Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的致密化温度由1550℃降低到1400℃左右.随MnO2掺量的增加,Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的1:2超晶格衍射峰的强度减弱,但是没有第二相出现.1400℃烧结4h陶瓷的晶粒尺寸在1.5μm左右.MnO2的掺入改善了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的微波介电性能,MnO2掺量为1%mol的Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷具有最好的微波介电性能:εr≈31.5,Qf=68000,τf=3.11×10-5/℃,这可归功于陶瓷具有相当高的相对密度.

(Zn1／3Nb2／3)^4＋取代的BNT系无铅压电陶瓷性能

采用两步合成工艺,制备了新型Bi1/2Na1/2Ti1–x(Zn1/3Nb2/3)xO3(简称BNTZN—100x)系无铅压电陶瓷。研究了B位复合离子(Zn1/3Nb2/3)4+取代量对BNT陶瓷介电及压电性能的影响。结果表明:当0.005≤x≤0.020时,该体系陶瓷具有三方、四方共存的准同型相界(MPB)结构。在MPB附近,具有较佳的压电性能:当x为0.020时,d33为97pC/N,kt为0.47。εr-t曲线显示该体系材料具有明显的弥散相变特征。具有高kt值,低kp值;kt/kp较大,具有较大的各向异性,是一种适合高频下使用的优良超声换能材料。

Nb2O5纳米材料对催化氢化肉桂醛的影响

使用Nb_2O_5纳米线（W-Nb_2O_5）和介孔Nb_2O_5（S-Nb_2O_5）两种载体负载金属Pd,制备了Pd/W-Nb_2O_5和Pd/S-Nb_2O_5两种催化剂,并对肉桂醛（CMA）进行催化还原,考察了催化剂的活性。结果显示：在以乙醇为反应溶剂,催化剂0.10 g,反应温度80℃,H2压力2 MPa的条件下反应6 h,Pd/W-Nb_2O_5对CMA的转化率为99%,HCMA（苯丙醛）的选择性为65%。Pd/S-Nb_2O_5在相同条件下对肉桂醛（CMA）进行催化还原,CMA转化率为98%,HCMA选择性为84%。W-Nb_2O_5表面酸性过强,导致HCMA选择性降低。

Ba1＋x(Mg1／3Nb2／3)O3陶瓷的烧结行为和微波介电性能

研究了A位Ba离子化学计量比变化对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷烧结行为、微观结构和微波介电性能的影响。结果表明,Ba缺量可促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序,而Ba过量则阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序。Ba缺量促进Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结和B位1∶2有序是由于Ba缺位的存在,而Ba过量阻碍Ba(Mg1/3Nb2/3)O3烧结则是由于过量的Ba可能以游离态存在于晶界,阻碍了晶界的移动,从而降低了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的烧结性能,抑制了致密化过程。Ba缺量对Ba(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷的介电常数影响不大。Ba缺量越多,材料的Qf值越低。

热处理对Ti35Nb2Sn6Zr3Mo合金组织与性能的影响

依据d-电子理论设计了低弹性模量、中高强度、良好塑性和生物相容性的新型生物医用近β型Ti35Nb2-Sn6Zr3Mo合金,研究了固溶温度和时效温度对合金组织和力学性能的影响。结果表明:随固溶温度的升高,合金的平均晶粒尺寸逐渐增大,650℃以上固溶时,得到单一等轴β晶组织;固溶温度对合金的强度和弹性模量的影响并不明显。随时效温度的升高,由于Ti35Nb2Sn6Zr3Mo合金的β相稳定性较强,析出α相的含量较少,从而导致合金的力学性能对时效温度并不敏感。

固体酸S2O8^2-/Nb2O5/La^3+的制备、表征及催化合成乙酸正丁酯

以Nb2O5为载体,浸渍法研制固体酸(S2O8^2-/Nb2O5/La+)催化剂,经SEM、XRD和EDS表征,考察了固体酸的焙烧温度、陈化时间及S2O8^2-浓度等因素对该催化剂催化活性的影响。结果表明:在(NH4)2S2O8浓度为1 mol/L、浸渍时间18 h、w(La^3+)=3%(基于Nb2O5的质量)、焙烧温度为500℃时,制备出最高催化效果的催化剂。接着考察了其催化合成乙酸正丁酯的催化活性,通过正交实验确定了反应的最佳条件:n(正丁醇)/n(冰醋酸)=2.0/1.0、催化剂用量w(S2O8^2-/Nb2O5/La^3+)=2.9%、反应温度为125℃,反应时间为3.0 h,酯化率为95.7%。催化剂循环利用3次后仍有90.1%的酯化率。

Sn含量对PbSnO3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3三元系压电陶瓷相结构和电性能的影响

采用两步钶铁矿前驱体工艺制备了PbSnO3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3（PSn-PMN-PT） 三元系压电陶瓷, 研究了Sn含量的变化对PSn-PMN-PT 三元系压电陶瓷结构和性能的影响。XRD结果表明, 所选成分均处于三方相和四方相共存的准同型相界上, 当Sn含量减少时, PSn-PMN-PT的XRD图谱基本没有发生变化, 而当Sn含量增加时, 在XRD图谱中逐渐出现烧绿石相。电性能研究表明, 缺失少量Sn可以提高PSn-PMN-PT的压电、介电和铁电性能, 减小损耗; 而添加过量Sn明显损害其压电和铁电性能, 增加损耗。缺失0.2mol%Sn的PSn-PMN-PT具有最佳的压电和铁电性能, d33： -530 pC/N, kp： -56.4%, Qm： -570, εr： -3070, tanδ： -0.32%, Pr： -28.9 μC/cm2, EC： -8 kV/cm。

温度对Mg4Nb2O9合成的影响

Mg4Nb2O9具有与α-Al2O3相同的刚玉型晶体结构,可望成为取代氧化铝陶瓷的新一代高Q值基板陶瓷.在900～1400℃温度范围内,合成了Mg4Nb2O9化合物,采用X射线粉末衍射法进行了相结构分析.结果表明,生成物中含有Mg4Nb2O9、Mg4Nb2O6和MgO三种物相,主晶相是Mg4Nb2O9;在900～1300℃温度范围内,随着温度的升高,MgNb2O6和MgO反应生成Mg4Nb2O9相,主晶相含量线性增加,但在1300℃以上,主晶相含量随温度的升高而减小;Mg4Nb2O9相的最佳合成温度为1300℃.这些结果对研究开发Mg4Nb2O9微波基板材料有着重要的意义.

热处理对9Cr13Mo3Co3Nb2V组织与硬度的影响

采用金相分析、硬度测试等技术手段,研究热处理对马氏体不锈钢9Cr13Mo3Co3Nb2V组织和硬度的影响。结果表明：9Cr13Mo3Co3Nb2V经淬火、冰冷处理及多次回火后,残余奥氏体充分转变为回火马氏体,并产生较强的二次硬化效果,进而获得稳定的组织和高的硬度;在350℃以上回火时,由于组织中二次碳化物的析出,开始出现二次硬化倾向,至480-520℃时,回火硬度达到了最大值。

Nb2O5—CoO—La2O3复合掺杂的BaTiO3基粉体改性研究

采用铌、钴、镧的金属有机盐(柠檬酸-EDTA复合螯合前驱液)掺杂法实现对氧化硅掺杂的纳米晶BaTiO2粉体的掺杂改性。实验结果表明：随着Nb、Co、La掺量的增加以及Nb／Co比的增大，陶瓷烧结体的烧成收缩以及密度增加，晶粒尺寸减小。随着Nb／Co比的增大，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co-2时，随着La掺量的增加，材料的铁电弛豫特性增加。当Nb／Co>2时，La掺量对材料的介电温度特性影响不大。当La掺量一定时随着Nb、Co复合掺量的增加，材料的铁电弛豫特性明显增强。烧结温度的升高，使杂质容易固溶进入BT中，固溶量的增大，使材料的铁电弛豫性能增加。

Nb2O5对Ni-Cu双金属催化剂结构的调变行为

利用程序升温还原、X光粉末衍射表征了掺杂Nb2O5的Ni-Cu双金属的还原行为和晶体结构,用扫描电镜对催化剂的形貌进行了观察.TPR结果表明,Nb2O5的掺杂促进了Ni-Cu合金的形成. XRD结果表明,Nb2O5的掺杂改变了Ni-Cu双金属复合氧化物的结构,增加了NiO(111)晶面的数量,并提高了还原态催化剂Ni(111)晶面的相对强度.SEM结果则表明,Nb2O5的掺杂也提高了Ni-Cu双金属的分散度,抑制了在还原过程中Ni-Cu双金属合金的团聚.

SrBi2Nb2O9的PLD制备及其非线性光学特性

利用脉冲激光沉积(PLD)方法在MgO(100)基片上生长了SrBi2Nb2O9薄膜.XRD分析表明在MgO基片上生长的薄膜呈(115)单一取向,具有良好的结晶性;XPS数据分析得到薄膜中Sr、Bi和Nb的原子比约为1:2:2.05.利用Z扫描技术对薄膜的三阶非线性光学性质进行了测量,通过开孔(Open-aperture)和小孔(Close-aperture)的测量,计算出三阶非线性光学极化率的实部Rex(3)和虚部Imx(3)分别为4.139×10-7eSu,1.104×10-7eSu.

BaBi2Nb2O9掺杂对BaTiO3基PTCR材料组织和性能的影响

研究了BaBi2Nb2O9掺杂对BaTiO3基PTCR材料的组成和断面形貌以及材料中BaBi2Nb2O9的含量和烧结工艺对材料电性能的影响。结果表明经过BaBi2Nb2O9掺杂对BaTi03基材料具有典型的PTC效应。并且随着材料中BaBi2Nb2O9掺杂量的增加，材料的室温电阻率减小到一个最小值然后又开始增大。利用扫描电镜分析了样品的断面形貌，随着BaBi2Nb2O9掺杂量的增加，样品的平均晶粒尺寸减小。在BaBi2Nb2O9掺杂量一定的情况下，研究了烧结温度对材料电性能的影响规律。当烧结温度为1290℃时材料可以得到最小的室温电阻率。

ZnO-B2O3-Na2O玻璃对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3＋δ陶瓷微波介电性能的影响

研究了ZnO-B_2O_3-Na_2O玻璃对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响。研究表明ZBN的掺入能有效降低对Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷体系的烧结温度150～230℃,谐振频率温度系数随ZBN掺入量增加及烧结温度的提高,由负值向正值方向增大。在990℃,掺入3%(质量分数,下同)的ZBN,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.5,Qf=12530GHz,τf=-7.6ppm/℃。

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xMg4Nb2O9[(1-x)BMN-xM4N2,x=0.003~0.125]微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随x的变化规律。结果表明:BMN与M4N2可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN的烧结温度及高温稳定性有所降低。随着x的增大,介电常数εr和谐振频率温度系数τf逐渐减小,Q×f值的变化易受到BMN有序参数S的影响,高度1:2有序的x=0.026陶瓷获得了最大Q×f值125000 GHz。综合来看,在1320℃下保温4 h烧结的x=0.125样品表现出最佳的微波介电性能:εr=26.6,Q×f=111000 GHz,τf=5 ppm/℃。

Ti45Al8Nb2Mn0.2B铸造合金高温形变行为

Ti45Al8Nb2Mn0.2B铸造合金在900-1200℃温度范围,1-10-3/s应变速率条件下进行压缩实验,研究其变形特点以及组织变化.结果发现,形变过程中合金的真应力-真应变曲线上存在一个应力峰值,随后流变应力随着应变量的增加逐渐下降并趋于稳态流变.降低温度和提高应变速率都使合金的应力峰值增加.在实验温度范围内合金的应变速率敏感系数为0.10-0.24;在高温形变过程中发生动态再结晶,合金的组织得到明显细化.再结晶晶粒尺寸随温度的降低和应变速率的增加而减小,也就是随Zener-Hollomonc参数的增加而减小;升高形变温度和降低应变速率均促进再结晶过程.

9Cr13Mo3Co3Nb2V马氏体不锈钢微观组织研究

对不同热处理状态下的微观组织结构进行了研究。采用物理化学相分析技术研究了9Cr13Mo3Co3Nb2V退火、淬火以及最终热处理制度下析出相的类型、含量及组成结构式。并用X射线小角散射(SAXS)(sm all angle x-ray scatter)分析了不同热处理制度下析出相在不同粒度间隔中的质量分布。结果表明:①9Cr13Mo3Co3Nb2V钢退火状态的组织为珠光体+碳化物(M23C6,MC和M6C),淬火状态组织为马氏体+碳化物(M23C6和MC),最终热处理状态的组织为回火马氏体+碳化物(M23C6,MC和M3C);②小颗粒(≤300nm)碳化物析出相粒度分析表明,9Cr13Mo3Co3Nb2V钢退火、淬火状态析出相平均粒度相差不大,粗大颗粒较多,而最终热处理状态的析出相平均粒度明显减小,且细小颗粒比例较大。

用于燃烧前CO2捕集的微孔Nb2O5膜的制备及其水热稳定性能

以五正丁氧基铌为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备出稳定的Nb2O5聚合溶胶,详细考察了溶胶制备过程参数(体系酸度、水解比、反应温度、反应时间和螯合剂用量)对溶胶尺寸、稳定性以及制备重复性的影响。采用平均粒径为4.8nm的Nb2O5溶胶,通过浸浆法在平均孔径为3nm的γ-Al2O3中孔膜上制备出Nb2O5微孔膜。利用TG、XRD、NH3吸附-脱附、CO2吸附、吡啶吸附傅里叶变换红外光谱(Py-IR)和单组分气体渗透实验等手段对Nb2O5粉体及微孔膜的性能进行了表征,结果表明:在200℃、0.3MPa条件下,350℃烧成的微孔Nb2O5膜对H2的渗透率和H2/CO2的理想分离因子分别为3.1×10-9 mol·m-2·s-1·Pa-1和21。此外,微孔Nb2O5膜经150kPa的水蒸气处理8h后,膜的渗透性能以及H2/CO2理想选择性基本保持不变。