铋层状化合物Sr_(0.3)Ba_(0.7)Bi_(4-x)La_xTi_4O_(15)陶瓷材料的介电性能

采用固相烧结工艺制备了铋层状化合物Sr0.3Ba0.7Bi4-xLaxTi4O15铁电陶瓷。X射线衍射证实:La含量很大的范围内(x=0～1)均形成了层状钙钛矿结构固熔体。Sr0.3Ba0.7Bi3.25La0.75Ti4O15粉料在低温下难以烧结,随着烧结温度的提高,Sr0.3Ba0.7Bi3.25La0.75Ti4O15陶瓷密度增加的同时,产生焦绿石相,但La的加入在一定程度上抑制焦绿石相的形成。Sr0.3Ba0.7Bi3.5La0.5Ti4O15陶瓷的介电常数峰在10kHz时较宽,在100Hz时,介电常数峰被随温度升高而逐渐增大的介电常数所"屏蔽",材料损耗角正切随温度升高而增大,在低频下增加得更快。

金属Al粉对CBN磨具陶瓷结合剂性能的影响

本文以金属Al粉作为Na2O-B2O3-Al2O3-SiO2系陶瓷结合剂的添加剂,通过耐火锥法、平面流淌法、三点弯曲法、扫描电镜和XRD等测试手段,探讨了Al粉对陶瓷结合剂的耐火度、流动性及其磨具的抗弯强度、微观结构和物相组成等性能的影响。试验结果表明:金属Al粉的加入,使陶瓷结合剂的耐火度有所增大,流动性降低;当Al粉加入量为10 mol%时,结合剂的耐火度最大,流动性最小;在780℃烧成时,添加Al粉的CBN磨具强度最高,最高值达101.2 MPa,较基础陶瓷结合剂CBN磨具强度提高29%;Al粉的加入使CBN磨具的致密度提高,结合剂桥上气孔率降低,改善了结合剂对磨粒的把持程度,从而提高磨具的性能。

纳米氮化硅制备天线罩材料介电性能的研究

以国产纳米氮化硅粉为原料 ,经凝胶注模成型后在流动的高纯N2 作为控制气氛的条件下 ,于 15 10℃常压烧结出相对密度为 0 .72 ,结构均一 ,抗弯强度达 89MPa且具有良好介电性能的Si3N4天线罩材料。研究了原料的纯度、烧结温度、埋烧气氛对瓷体介电性能的影响。结果表明 :纳米粉原料中含有大量的SiO2 ,可以促进坯体的烧结 ,同时对瓷体的介电性能有较大的影响。因坯体收缩 ,在致密化以前 ,其介电常数随烧结温度的升高而增大。当温度高于 15 10℃时 ,随着烧结温度的升高 ,原料中氮化的Si—O数增加 ,瓷体的宏观缺陷增加 ,相对密度降低 ,因此瓷体的介电常数趋于减小。在 15 10℃烧结温度下 ,若不加埋料时 ,坯体中有的Si—O不能被氮化 ;用石墨粉作埋料 ,则发生渗碳现象 。

常压烧结制备Al_2O_3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。

添加SrO或SnO_2对Ba_(4.5)(Nd_(0.84),Bi_(0.16))_9Ti_(18)O_(54)微波陶瓷介电性能的影响

对Ba4.5(Nd0 .84,Bi0 .1 6 ) 9Ti1 8O54 (BNBT)系微波陶瓷进行了组成改性的研究。添加不同量的SrO或SnO2 于主相材料中 ,分别替代Ba或者Ti,合成条件为 110 0℃下保温 3h ,粉碎、成型后 ,在 12 70℃下保温 3h烧成。在 10GHz下用谐振腔法测量了材料的介电常数εr和机械品质因数Q ,在 2 0～ 90℃范围测量了频率温度系数τf。结果表明 :Sr,Bi复合掺杂能够使BNBT材料保持较高的介电常数 ,同时Qf值 (机械品质因数Q与测量频率之积 )由 5 899GHz上升到 92 5 9GHz,而少量的SnO2

“塑性”CePO_4陶瓷的微观结构与性能

针对应力应变曲线呈现明显非线形的"塑性"CePO4陶瓷,对其微观结构和性能进行了研究。化学法制备的CePO4颗粒随煅烧温度的升高逐渐长大。坯体在1500℃,2h烧结后的弯曲强度和断裂韧性分别为184MPa和4.8MPa·m1/2。实验发现:CePO4晶粒呈阶梯或层片状断裂形式,烧结体可用传统金属加工刀具方便地进行切削、车削和钻孔,并在车削表面发现连续的微观加工碎屑。材料的应力应变曲线呈现明显的非线性。同时,微观结构显示:受挤压表面沿挤压方向破坏前产生大量垂直于应力方向开裂的微裂纹。结果表明:CePO4陶瓷具有"塑性"或"延性"特征。基于挤压开裂的断口分析,初步认为CePO4陶瓷的"塑性"源于外力作用下自身层片结构的解理开裂、蔓延,并为适应外力进行的晶粒重排与调整。

组成改性对BaO·Ln_2O_3·nTiO_2介质材料温度稳定性的影响

在Ba4 5Nd9Ti18O54 主相中引入Bi2 O3 ,Pr2 O3 改性添加剂 ,考察了改性离子对材料温度稳定性的影响 ,研究表明 :随Bi2 O3 含量的增长 ,介电常数εr 显著提高 ,谐振频率温度系数τf 呈V型变化 ,这与 [TiO6]8-八面体畸变程度和Bi2 O3 在材料中的固溶限相关 :在含Bi2 O3 的体系中引入适量的Pr2 O3 ,温度稳定性得到较好改善 ,并提高了介电常数。

凝胶注模成型陶瓷坯体脱脂过程的研究

通过热分析仪与傅立叶红外变换光谱仪联用,研究了凝胶注模陶瓷坯体的脱脂过程,结果表明:凝胶注模氧化铝坯体脱脂过程中,有机物在210～470℃之间较窄的温度范围内裂解氧化,并呈现出明显的两阶段特征,裂解氧化产生气体的速率高于气体逸出的速率而引起坯体开裂。据此,提出了在保证坯体足够强度的前提下降低有机物含量、并在脱脂过程中分阶段保温等措施,有效抑制了凝胶注模陶瓷坯体在脱脂过程中的开裂现象。

氧化锆基陶瓷的坯体连接及其界面研究

以含粘结剂的料浆为连接材料,在坯体状态下连接Ce-ZrO2陶瓷本身或者连接Ce—ZrO2陶瓷和25％(体积分数)CePo4-Ce-ZrO2复合陶瓷。坯体连接样品经1 450℃烧结,样品连接良好。微观结构分析表明:Ce—ZrO2陶瓷本身连接和烧结后连接区和本体材料的结构几乎无法区分,其平均抗弯强度接近母材的强度;25％CePO4-Ce-ZrO2与Ce-ZrO2连接时形成结构均匀的扩散连接区域,其微观结构与母体材料的结构相似,连接区的平均抗弯强度为319 MPa。

中间层组成对坯体连接CePO4-ZrO2陶瓷强度和界面结构的影响

用含CePO4和ZrO2的中间层将25％CeP04／ZrO2和ZrO2陶瓷坯体在无压条件下连接起来后，经1450℃保温2h烧结成一整体，分析了CePO4／(ZrO2+CePO4)比例对连接结合强度的影响，并发现在实现条件下，连接面处的颗粒基体小，显微结构比基体更均匀、致密，没有明显的裂纹、气孔和其他缺陷。

β-Ca_2P_2O_7生物材料的研究进展及应用

本文综合论述了β-Ca2P2O7的研究进展,讨论了其作为生物活性材料在骨植入、骨修复方面的应用,以及作为微波介质瓷和发光材料的应用研究。并且提出了β-Ca2P2O7生物材料的研究趋势。

溶胶凝胶法制备耐高温SiZrOC陶瓷纤维

以二氯氧化锆(ZrOCl2)为锆源,利用其与硅氧烷单体(正硅酸乙酯TEOS和二甲基二乙氧基硅烷DMDES)的溶胶凝胶反应,获得了聚硅锆氧碳(PZSO)凝胶纤维,并通过改变ZrOCl2和水的加入量优化了体系的纺丝性能。PZSO凝胶纤维经干燥和热解获得了SiZrOC陶瓷纤维,在1000℃保持高的陶瓷产率(84.7wt%)。扫描电镜观察SiZrOC纤维表面均匀光滑致密,并保持了热解前PZSO纤维的圆形截面结构。红外光谱分析显示纤维中Zr连入Si-O四面体,表明通过ZrOCl2,TEOS和DMDES的共缩聚反应形成了=Zr-O-Si≡桥键。这种SiZrOC陶瓷纤维在氩气气氛中高温热处理到1500℃失重小于5wt%,表明它在高温环境下具有优异的高温稳定性。

Nb_2O_5对Ba_(0.68)Sr_(0.32)Ti_(1-x)Sn_xO_3陶瓷介电性能的影响

采用传统固相法,制备了Nb2O5掺杂的Ba0.68Sr0.32Ti1–xSnxO3(BSTS)介电陶瓷,研究了Sn4+加入量和掺杂Nb2O5对材料介电性能的影响,用SEM研究了SnO2对材料微观结构的影响,当x(SnO2)为0.010,x(Nb2O5)为0.008时制得了εr为3689,tanδ为0.0006的高压低损耗陶瓷电容器瓷料,探讨了二者改性作用的机理。

数值模拟在陶瓷粉末压制成型中的应用

本文介绍了陶瓷粉末成型过程有限元数值模拟所需用的Drucker-Prager-Cap模型以及材料屈服准则,分别概述了数值模拟方法在陶瓷粉末干压法成型、冷等静压法成型中的应用进展及存在的问题,并介绍了有限元分析在成型件开裂方面的研究进展。

碳化硅陶瓷烧结助剂的作用机制与研究进展

碳化硅(SiC)陶瓷由于其优异的高温强度、抗氧化性和化学稳定性,在石油化工、航空航天和热交换器等众多领域有广泛的用途。此外,SiC及其复合材料被认为是先进裂变反应堆和未来聚变反应堆的重要结构材料。由于Si-C键的高共价键合性和低自扩散性,纯SiC的烧结极为困难,只能通过高温高压的方式进行致密化。添加烧结助剂对促进SiC的致密化、缓和烧结条件至关重要。本文阐述了烧结助剂存在条件下碳化硅陶瓷致密化的热力学条件,总结了不同烧结机制下烧结助剂的作用机理。从助剂种类的角度综述了目前碳化硅陶瓷烧结领域的常用助剂体系及其研究进展,并展望了碳化硅致密化研究的发展方向。

掺杂TiO_2纳米线及其可见光催化性能

采用二次阳极氧化工艺制备了高度有序的多孔氧化铝模板,通过模板法与溶胶-电泳沉积法结合的组装技术,合成了具有高比表面积的糖葫芦状M/TiO2(M=Fe3+,Zn2+,Cu2+,Cr3+)纳米线数组体系。采用SEM对样品进行了表征,SEM测试结果表明M/TiO2纳米线数组保持了模板的有序性,直径分布均匀一致,为70 nm左右,长为15μm左右,取向性很好。以甲基橙为目标降解物,在可见光下考察该金属离子掺杂纳米线的催化活性,确定了每种离子的最佳掺杂量。结果显示此掺杂纳米线数组体系具有非常优良的可见光催化性能,这也使得在可见光下纳米线具有更大的应用前景和优势。M/TiO2薄膜的紫外-可见吸收光谱测试结果显示氧化钛的吸收带边红移至了可见光区,并通过相关公式进行了禁带宽度的估算。结合对不同离子掺杂纳米线的可见光催化活性的比较,从不同角度对于过渡金属离子掺杂改性的机理进行了初步探讨。

CdS薄膜的SILAR法制备与表征

采用液相薄膜制备工艺-SILAR(连续离子层吸附反应)法,在室温下于玻璃衬底上制备了CdS薄膜.对薄膜的表面形貌,薄膜的生长速率以及热处理与薄膜的成相及其电阻率的关系进行了观察和分析.实验结果表明:薄膜表面较致密,生长速率为2nm/cycle,随循环次数的增加,沉积粒子的尺寸趋于增大.室温下沉积的CdS薄膜为非晶态,经热处理后薄膜的结晶度提高,电阻率显著下降.此外,文章结合实验对薄膜的生长机理进行了初步的讨论.

ZnO棒晶阵列薄膜的水溶液法生长

采用低温水溶液法,在涂覆ZnO种子层的ITO基底上制备了高度取向的ZnO棒晶阵列,考察了棒晶的生长过程以及生长液浓度、生长时间对薄膜形貌的影响．用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),场发射扫描显微镜(FESEM)以及高分辨透射电镜(HRTEM)对ZnO纳米棒的结构和形貌进行了表征．结果表明,ZnO薄膜的形貌强烈依赖于生长溶液的浓度和生长时间,ZnO棒是单晶,属于六方纤锌矿结构,具有沿(002)晶面择优生长的特征,生长方式为层层台阶生长,反应时间达到48h后,通过二次生长形成特殊的板状晶．

SILAR法制备化学计量CuInS_2薄膜

在室温下,以不同cCu/cIn的CuCl2和InCl3混合溶液作为阳离子前驱体,Na2S水溶液为硫源,利用连续离子层吸附反应法(SILAR)在玻璃基底上制备了CuInS2薄膜。XRD结果表明,当cCu2+/cIn3+在1￣1.5范围内均可形成具有黄铜矿结构的CuInS2薄膜。SEM观察到随cCu2+/cIn3+的升高,薄膜表面颗粒长大并出现团簇聚集。通过XPS测定薄膜表面的化学组成证明当cCu2+/cIn3+=1.25时,CuInS2薄膜接近其标准的化学计量组成。此时薄膜的吸收系数大于>104cm-1,禁带宽度Eg为1.45eV。

ZnO薄膜的制备及其光学性能

以柠檬酸为络合剂、采用无机盐溶胶 -凝胶法 ,在玻璃基片上用提拉法制备了多孔ZnO薄膜。利用红外光谱、DTA -TG、XRD、SEM、UV -VIS透射等分析测试 ,考察了溶胶 -凝胶制备特征、热处理过程和热处理温度下薄膜的成相、表面形貌以及光学性能。结果表明 4 0 0℃热处理 1h的ZnO薄膜已开始晶化 ,晶型是六方纤锌矿 ;6 0 0℃热处理 1h的薄膜表面为多孔结构 ,粒径和孔径均匀 ;在可见光范围 ,薄膜的光透射率超过 85 % ,在波长 380nm开始出现紫外吸收 ;从而为该材料制作染料敏化的太阳能电池阳极薄膜打下良好的基础。