高熵陶瓷(Zr_(1/7)Hf_(1/7)Ce_(1/7)Y2/7La_(2/7))O2-δ的制备及烧结行为

近年来,不同体系的高熵陶瓷迅猛发展,但萤石结构高熵氧化物仍处于研发初期。本研究采用机械球磨和常压烧结的方法合成一种新型高熵萤石氧化物,利用XRD,SEM,TG-DSC和可视化形变分析仪研究了陶瓷的物相转变、表面形貌以及烧结行为。研究结果表明,(Zr_(1/7)Hf_(1/7)Ce_(1/7)Y2/7La_(2/7))O2-δ是一种非等摩尔的“高熵”陶瓷,其内部各元素分布均匀。湿法球磨和干法球磨制备的粉末结构和粒度均有所不同,单相转变温度为1600和1300℃,圆盘状坯体在1600℃保温1 h,尺寸收缩率约为8.5%和17.8%,致密度分别为82.25%和93.23%,说明球磨工艺是影响高熵陶瓷烧结的重要因素。此外,常压烧结制备(Zr_(1/7)Hf_(1/7)Ce_(1/7)Y2/7La_(2/7))O2-δ时,在1300~1600℃应适当减缓升温速率并延长保温时间,避免生坯收缩开裂,并提高陶瓷致密度。

气体非等摩尔扩散对焦炭溶损反应的影响

焦炭作为重要的炼铁原料,其热态性能的优劣备受关注。而同一种焦炭使用不同热性质评价体系(CRI、CSR、CRR_(25)、CSR_(25))得到的结果可能完全不同,根源在于对焦炭溶损反应机理的认知不够深入全面。焦炭发生溶损反应过程中,气体非等摩尔扩散这一因素常常被忽略,导致对焦炭溶损反应机理的认知出现偏差。为了能够更加清晰全面地了解焦炭溶损反应机理,建立了考虑气体非等摩尔扩散的溶损反应动力学模型,进行了工业焦炭与CO_(2)在1100~1300℃溶损达到25%的气化反应试验,通过对比考虑和不考虑气体非等摩尔扩散的CO_(2)内扩散有效系数、CO_(2)在焦炭内部浓度有效区域和反应限制环节,说明了气体非等摩尔扩散对焦炭溶损反应的影响。结果表明,考虑气体非等摩尔扩散的情况下,CO_(2)内扩散有效系数减小,且随着温度、反应进程和焦炭内部半径而改变;CO_(2)在焦炭内部浓度有效区域随温度上升开口减小、面积减小、位置降低且更靠近焦炭表面,溶损反应区域减小;反应限制环节随反应进行无明显变化趋势,始终保持稳定。

非等摩尔比Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O_(3-σ)高熵钙钛矿氧化物的制备及电学性能研究

本研究采用非等摩尔混料结合两步法烧结制备了一系列非等摩尔比高熵钙钛矿氧化物Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O_(3-σ)。通过XRD、TG-DSC、SEM及TEM分析了其物相转变、表面形貌及晶体结构,并且采用电化学交流阻抗谱(EIS)对其电导率进行分析。研究结果表明Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O_(3-σ)。在1480℃左右形成了单相钙钛矿结构,并且各元素分布均匀。在测试温度范围为300~750℃的条件下,Sr(Ti,Zr,Y,Sn,Hf)O_(3-σ)。单相钙钛矿结构稳定,其电导率符合阿伦尼乌斯方程,电导机理保持稳定。相较于其他三种高熵钙钛矿氧化物,Sr(Ti_(0.20)Zr_(0.20)Y_(0.20)Sn_(0.20)Hf_(0.20))O_(3-σ)(HEOY1)表现出最高的电导率,其750℃的电导率为3.55×10^(-3)S/cm,与文献报道中的高熵钙钛矿氧化物的电导率(2.41×10^(-3)S/cm)相比有较大提升。