莫来石晶须增强Al_(2)O_(3)-8YSZ陶瓷涂层的制备和性能

莫来石晶须(3Al_(2)O_(3)·2SiO_(2))由于结晶完美,具有良好的性能,如低的热膨胀和导热性,较高的热稳定性,高的抗蠕变和腐蚀稳定性,以及合适的强度和断裂韧性,使其成为需要耐高温和耐腐蚀性能应用的合适材料.探讨晶须增强Al_(2)O_(3)-8YSZ陶瓷涂层的制备和性能.通过莫来石晶须的增韧作用,提高了陶瓷涂层的硬度,对陶瓷涂层的结构具有明显的改善.

YSZ-Al_(2)O_(3)基陶瓷膜片的制备及性能研究

YSZ-Al_(2)O_(3)基陶瓷是一种高灵敏度柴油车用氮氧传感器陶瓷芯片,属于气敏陶瓷制造技术领域。采用传统水基流延及HTCC高温多层共烧方法制备了氮氧传感器陶瓷芯片,并且研究了Al_(2)O_(3)对YSZ陶瓷的相结构、电性能等影响。本文主要研究了氮氧传感器的YSZ基陶瓷芯片,并且主要对加热器绝缘层上下的陶瓷的YSZ-Al_(2)O_(3)基体材料进行了制备研究,包括材料表征,绝缘性、电性能等。随着Al_(2)O_(3)的加入,能够得到致密的YSZ基体陶瓷材料,同时研究了随着Al_(2)O_(3)掺杂量的变化,对其绝缘层陶瓷导电性即绝缘性的影响,最终制备出绝缘性良好的YSZ-Al_(2)O_(3)陶瓷材料,其中上过渡层的主体材料中Al_(2)O_(3)的掺杂量为15%~25%,中间过渡层的主体材料中Al_(2)O_(3)的掺杂量为40%~55%,下过渡层的主体材料中Al_(2)O_(3)的掺杂量为75%~85%。本文膜片之间的烧结匹配性良好,明显提高了加热器层的绝缘性能,无漏电现象,最终获得了芯片输出电流信号IP0值稳定状态的氮氧传感器芯片。

Al_(2)O_(3)覆盖层制备工艺对YSZ涂层耐熔盐腐蚀性能的影响

高密度石墨(HDG)由于其良好的抗热震性和高温强度,被认为是极具应用前景的坩埚候选材料之一。然而,熔盐电解法处理乏燃料过程中,高密度石墨坩埚会与高温氯化物熔盐、乏燃料等具有腐蚀性的介质直接接触,从而对坩埚造成腐蚀,影响坩埚的稳定性和使用寿命。坩埚表面等离子喷涂的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层被证实具有优异的性能,但是涂层本身所存在的孔洞、裂纹以及液滴等缺陷严重制约了YSZ涂层在高温下的性能。因此,通过密封处理方法来提高涂层的致密度显得尤为迫切。本文利用磁控溅射(PVD)法和金属有机分解(MOD)法在等离子喷涂的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层表面制备了Al_(2)O_(3)覆盖层,研究了这两种方法制备的Al_(2)O_(3)覆盖层对YSZ涂层在NaCl-KCl熔盐中的抗腐蚀性能的影响,并利用SEM、EDS、XRD等对腐蚀前后涂层的形貌以及微观结构进行了详细表征。结果表明:PVD法制备的Al_(2)O_(3)覆盖层主要分布于YSZ涂层表面,使其表面致密度得到一定程度提升,但涂层内部的致密度以及耐蚀性能并没有得到显著提升;MOD法制备的Al_(2)O_(3)覆盖层可有效填充YSZ涂层表面的缺陷,如裂纹、孔洞等;同时MOD前驱体溶液固有的浸润性使得前驱体容易渗透进入涂层内部,进而有效填充YSZ涂层内部的缺陷,从而提高涂层的致密度。以上结果表明,采用MOD法制备的Al_(2)O_(3)覆盖层使YSZ涂层的耐蚀性能得到了显著提升,同时Al_(2)O_(3)覆盖层的存在也有效减少了涂层内部稳定剂的消耗。