SPS烧结(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的微观结构及性能

尖晶石透明陶瓷是一种应用广泛的透明材料。通过放电等离子烧结技术制备了(Mg_(1-x)Zn_(x))Al_(2)O_(4)透明陶瓷,研究了Zn^(2+)含量对其微观结构、致密化、透光率及硬度的影响。在(Mg_(1-x)Zn_(x))Al_(2)O_(4)透明陶瓷中,随着Zn^(2+)含量的增加,陶瓷的致密度变化并不明显,在x=0.8时致密度约为99.31%;Zn^(2+)对陶瓷的光学透过率有显著的提升作用,在x=0.8时,陶瓷在620~6220 nm波长范围内透过率均优于80%,且陶瓷的红外起始衰减波长发生红移;(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的硬度整体优于MgAl_(2)O_(4),在x=0.8时,硬度达到(13.53±0.24)GPa,比MgAl_(2)O_(4)提高了约9%;(Mg,Zn)Al_(2)O_(4)透明陶瓷的断裂韧性随Zn^(2+)离子的增加逐渐降低。Zn^(2+)离子的加入能提高MgAl_(2)O_(4)尖晶石透明陶瓷透过率与硬度。

Y_(2)O_(3)对高热导率Si_(3)N_(4)陶瓷显微结构和性能的影响

以氧含量相对较高的“平价”Si_(3)N_(4)粉体(氧含量1.85%(质量分数))为原料,Y_(2)O_(3)-MgO作为烧结助剂,制备低成本高热导率Si_(3)N_(4)陶瓷,研究Y_(2)O_(3)含量对Si_(3)N_(4)陶瓷致密化、显微结构、力学性能及热导率的影响。结果表明,适当增加Y_(2)O_(3)的加入量不仅可以促进Si_(3)N_(4)陶瓷的致密化和显微结构的细化,还有助于晶格氧含量的降低和热导率的提升。Y_(2)O_(3)含量为7%(质量分数)的样品在1900℃烧结后的综合性能最佳,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和热导率分别为99.5%、(726±46)MPa、(6.9±0.2)MPa·m^(1/2)和95 W·m^(-1)·K^(-1)。

铝电解用惰性阳极材料及电解技术研究进展

惰性阳极铝电解技术是未来铝工业持续低碳发展并实现碳中和目标的一项重要技术,惰性阳极材料是实现惰性阳极铝电解技术的核心之一。近年来,国内外学者对铝电解用惰性阳极材料进行了广泛研究,并取得了长足进展,本文着重整理分析了金属合金、NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷惰性阳极以及惰性阳极铝电解技术的最新研究进展,重点从烧结制备工艺优化、陶瓷相优化、金属相优化三个方面讨论了NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷惰性阳极材料性能提升的方法和研究现状,并阐明了NiFe_(2)O_(4)基金属陶瓷惰性阳极的导电机理和腐蚀机理。最后,归纳了当前惰性阳极材料研究中可以明确的重要结论,并认为采用竖式电极结构、金属陶瓷惰性阳极的铝电解技术是未来工业化的主要方向,研发需要解决的主要问题是提高惰性阳极的耐腐蚀性能,同时兼顾平衡力学性能(抗热震)和导电性能,陶瓷相优化将成为提高金属陶瓷耐蚀性和导电性的重点,金属相的优化目标是提高金属陶瓷抗热震性能以及配合陶瓷相在电解过程中形成动态致密的耐腐蚀膜层。

AgCu28-B_(2)O_(3)钎料空气反应钎焊连接Al_(2)O_(3)陶瓷工艺及机理研究

为了以低成本获得性能良好的Al_(2)O_(3)陶瓷连接接头,开发AgCu28-20B_(2)O_(3)钎料,将其应用于空气反应钎焊连接Al_(2)O_(3)陶瓷。B_(2)O_(3)可以有效改善AgCu28钎料对Al_(2)O_(3)陶瓷表面的润湿性。钎焊过程中Cu粉被氧化成CuO,并进一步与Al_(2)O_(3)、B_(2)O_(3)发生反应,生成Cu_(2)Al_(6)B_(4)O_(17)晶须,进而获得性能优异的可靠接头。当保温时间为60min,连接温度高于950℃时,可以实现Al_(2)O_(3)陶瓷接头的有效连接,钎缝中心区主要为Ag,靠近界面处为CuO与Cu3B2O6的混合相及棒状Cu_(2)Al_(6)B_(4)O_(17)晶须,接头抗剪强度随温度升高而升高。当连接温度高于1100℃后,晶须在高温下分解成无定型颗粒状产物,接头抗剪强度下降。最佳工艺参数为T=1050℃,t=60min,接头的抗剪强度达到了70.9MPa,断裂发生在焊缝中靠近Al_(2)O_(3)母材处。开发一种用于Al_(2)O_(3)连接的复合钎料,并在接头中合成了新型硼酸铜铝晶须,提高了接头的性能。