Li2O掺杂对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构和力学性能的影响

采用传统熔体冷却法制备了Li_2O掺杂量(质量分数)为0～3.0%的SiO_2-Al_2O_3-MgO玻璃,探讨了Li_2O掺杂量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及力学性能的影响。结果表明:掺杂Li_2O能有效降低玻璃的软化温度;随着Li_2O掺杂量的增加,玻璃的光学带隙先减小后增大,结构稳定性、热稳定性、力学性能先增强后减弱,当Li_2O掺杂量为1.0%时,玻璃的结构最稳定、弯曲和压缩性能最优。     

TiO2掺杂对CaO-Al2O3-SiO2系玻璃结构和性能的影响

采用传统熔体冷却法制备TiO₂掺杂量（物质的量分数）为0～5.0%的CaO-Al₂O₃-SiO₂（CAS）系玻璃,研究了TiO₂掺杂量对该玻璃微观结构、热稳定性、弯曲强度的影响规律。结果表明：TiO₂在CAS系玻璃网络中主要以[TiO₅]单元的形式存在,随着TiO₂掺杂量的增加,玻璃中的[TiO₅]单元和Ti-O-Si键数量先增加后降低,玻璃网络中的桥氧数量先增多后减少,玻璃的光学带隙先增大后减小,且均在TiO₂掺杂量为4.0%时达到最大值;随着TiO₂掺杂量的增加,CAS系玻璃的热稳定性和弯曲强度均先提高后降低,当TiO₂掺杂量为4%时综合性能最好,此时玻璃化转变温度、弯曲强度和光学带隙分别为798.24℃,95.58 MPa, 3.75 eV。     

基于 Fe2 O3 @ In2 O3 空心球的高灵敏度 异丙醇气体传感器

为了检测危害人类健康的异丙醇气体,本文制备了基于In_2O_3和Fe_2O_3负载In_2O_3(Fe_2O_3@In_2O_3)空心球的高灵敏度异丙醇气体传感器,通过表征手段对制备的In_2O_3和Fe_2O_3@In_2O_3样品的晶相,形貌和化学成分进行分析。实验测试结果表明,在200℃的最佳工作温度下,与纯的In_2O_3相比,Fe_2O_3@In_2O_3空心球气体传感器对异丙醇有更好的气敏特性。Fe_2O_3@In_2O_3空心球传感器对100×10~(-4)%异丙醇的响应值可达28.2 (为纯相In_2O_3的1.75倍),响应时间为1 s,恢复时间为2 s,且重复性和稳定性良好。Fe_2O_3与In_2O_3两种氧化物之间形成了n-n异质结,提高了传感器的初始电阻,从而优化了In_2O_3的气敏特性。本文所制备的Fe_2O_3@In_2O_3空心球传感器在检测异丙醇气体方面具有广泛的应用前景。     

不同Al2O3含量ZrO2(3Y)/Al2O3纳米复合粉体的制备与表征

采用化学共沉淀法制备了Al2O3数量分数为0%～30%的ZrO2(3Y)/Al2O3纳米复合粉体,研究了Al2O3含量和煅烧温度对粉体相结构、晶粒尺寸和晶格畸变的影响.结果表明800℃×2 h煅烧的复合粉体只出现t-ZrO2相,不出现Al2O3的任何晶相;Al2O3的添加抑制了ZrO2(3Y)晶粒的增长和四方相向单斜相的结构相变,使相变温度显著提高,晶格畸变增大.     

基于陶瓷表面化学镀镍的6061铝合金-Al2 O3封接工艺

研究陶瓷与6061铝合金烧结封接工艺及其结合机制。将Al_2O_3陶瓷进行表面化学镀镍,再与6061铝合金进行烧结封接,在不同烧结温度下观察Al_2O_3(N)陶瓷/6061铝合金接头微观形貌,并选取在590℃、1 h下获得的接头进行EDS分析,测定不同温度下烧结Al_2O_3(N)陶瓷/6061铝合金接头强度。研究表明,所制Al_2O_3陶瓷表面化学镀镍层均匀致密,铝合金中元素扩散至化学镀镍层,自铝合金一侧至陶瓷一侧,Al元素含量整体上呈先减小后增大的趋势;随着烧结温度的升高,接头强度也随之升高,最大可达15.4 MPa。     

不同体积分数纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的力学性能探究

复合材料高强度和高塑性不可兼得的难题限制了其广泛的运用,因此如何制备高强度和高塑性的复合材料是使其具有更广泛运用的关键.采用高能球磨和真空热压烧结技术制备不同体积分数纳米Al2 O3颗粒增强铝基复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对复合材料的微观结构进行分析,通过准静态压缩测试复合材料的力学性能,并对复合材料的失效方式进行了初步分析.研究结果表明纳米Al2 O3颗粒在铝基体中分散均匀,没有发生团聚现象.随着纳米Al2 O3颗粒体积分数的增加复合材料的强度提升明显,其中15vol.％-Al2 O3/Al复合材料的最大压缩强度达到741 MPa,同时具有23.5％的失效应变,复合材料的失效方式也由脆性-韧性混合断裂转变为脆性断裂.研究结果对铝基复合材料的研究以及工业运用具有一定的参考价值.     

Bi_2O_3基电解质抗还原性测量与研究

本文对Bi_2O_3基固体电解质的抗还原性进行了测量和进一步的研究,实验发现,在Bi_2O_3-Y_2O_3系统中掺入B_2O_3,可抑制Bi_2O_3的还原,原因是B~(3+)改变了晶体中的应力状态和点缺陷的分布。本研究可促进Bi_2O_3基固体电解质的实用化。     

Al_2O_3-SiO_2陶瓷纤维对堇青石结合碳化硅复相材料性能的影响

以碳化硅颗粒为骨料,以滑石粉、苏州土和α-Al_2O_3粉为基质并适量加入Al_2O_3-SiO_2陶瓷纤维,通过原位反应合成法制备了堇青石结合碳化硅复相材料,研究了纤维加入量(质量分数0~10%)对该复相材料性能的影响。结果表明:该复相材料的主晶相为碳化硅和堇青石,当Al_2O_3-SiO_2陶瓷纤维质量分数小于8%时,纤维与基体结合紧密,分散较好;随纤维加入量的增加,复相材料的抗折强度先增大后降低,抗热震性能则逐渐提高;当纤维质量分数为8%时,复相材料的抗折强度最大,达33 MPa,其综合性能良好。     

钴包覆纳米Al2O3/TiCp复相陶瓷的力学性能及其增韧机制

利用钴包覆的纳米Al2O3和TiC粉料采用热压烧结法制备了抗弯强度为782MPa、断裂韧度为7.81MPa·m 1/2的复相陶瓷材料,并建立了该种材料的显微结构示意图,从界面的角度分析了力学性能提高的原因.观察材料的断口形貌发现形成了晶内型结构,并观察到了裂纹的扩展路径以及裂纹的分叉、偏转、桥联等现象.     

CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料制备和性能

研制出高强度、高模量完全降解吸收性CPP/PLLA单向纤维骨内固定复合材料,并测试了该材料的物理力学性能及降解性能。结果表明:随着纤维体积分数Vf的提高,复合材料力学性能增大,Vf=0.42时,弯曲强度为347 MPa,弯曲模量为22 GPa,抗压强度178 MPa,剪切强度85 MPa,高于人体皮质骨的力学性能;在模拟体液Ringer’s降解介质中降解15周,弯曲强度为154MPa,弯曲模量为6GPa,因此,CPP/PLLA单向纤维复合材料可用作松质骨或部分皮质骨的骨内固定材料。     

Na_2O含量对包钢稀选尾矿制备微晶玻璃析晶行为和性能的影响

采用DSC、XRD、SEM等方法研究了Na2O含量对以包钢稀选尾矿为主料制备微晶玻璃析晶行为及性能的影响。结果表明:随着Na2O含量的增加,微晶玻璃的晶化温度逐渐降低;当Na2O质量分数大于6.7%时,主晶相由钙铁辉石变为霞石;当Na2O质量分数为3.6%时,微晶玻璃的抗弯强度最大为150.4 MPa,密度最大为3.4 g.cm-3。     

Al2O3基高强度透气性陶瓷材料的研制

采用在Al2O3基体中加入NCP成孔剂的方法制备Al2O3基高强度透气性陶瓷材料,并对其性能进行了研究.结果表明:加入适量NCP成孔剂,可以制得透气性好且强度高的透气性材料,可以用于一些透气性模具的制造.所研制材料的透气度及强度与预烧温度、烧结温度及酸处理条件等密切相关,材料强度高的原因主要是由于材料中气孔形状比较理想,且分布细小均匀,n值较低.当预烧温度1 42L/(m·Mpa·s),抗弯强度为251.0MPa.400℃,烧结温度1 480℃,酸处理时间为40h时,材料的综合性能较佳,透气度为0.042L/(m·Mpa·s),抗弯强度为251.0MPa.     

锡添加量对铸态Mg-3Al-0.5SiO2合金显微组织和力学性能的影响

以纯镁锭、纯铝锭、纯锡锭、纳米SiO₂粉末为原料熔炼铸造Mg-3Al-0.5SiO₂-xSn(x=0,1,3,5,7,10,质量分数/%)合金，研究了锡添加量对合金显微组织和力学性能的影响。结果表明：随着锡添加量的增加，粗大的Mg₂Si初生相逐渐转变为块状或针状相，Mg₂Sn相含量增加，当锡质量分数为5%时，Mg₂Sn相分布最均匀，尺寸最小；合金的强度和断后伸长率均随着锡添加量的增加呈先升高后降低的趋势，断裂方式先由脆性断裂向韧性断裂转变，再向脆性断裂转变；当锡质量分数为5%时，合金具有最佳的室温拉伸性能，其抗拉强度、屈服强度、断后伸长率分别为145.6 MPa, 98.7 MPa, 7.12%,断裂方式为韧性断裂。     

偶联剂表面处理对纳米SiO_2/氰酸酯树脂复合材料力学性能的影响

利用纳米SiO2对氰酸酯(CE)树脂进行改性,并分别选用小分子偶联剂KH-560和大分子偶联荆SEA-171对纳米SiO2进行表面处理,研究了纳米SiO2含量以及偶联剂结构对纳米SiO2/CE树脂复合材料力学性能的影响.结果表明:随着纳米SiO2含量的增大,复合材料的冲击强度和弯曲强度均呈先增大后减小的趋势,大分子偶联剂处理后的纳米SiO2增强效果比小分子的好;当大分子偶联剂处理后的SiO2质量分数为3%时,复合材料的强度达到最大,其中冲击强度达15.99 kJ·m2,弯曲强度达147.55 MPa,与纯CE树脂相比,增幅分别为61.9%和44.2%.     

ZrO_2含量对超重力下燃烧合成快速凝固Al_2O_3/ZrO_2(4Y)复合陶瓷的影响

采用超重力下燃烧合成技术,以快速凝固方式制备了Al2O3/ZrO2(4Y)复合陶瓷,用XRD、SEM与EDS等研究了ZrO2含量对复合陶瓷显微结构和性能的影响。结果表明:当复合陶瓷中ZrO2质量分数在34.1%~46.4%时,复合陶瓷的显微结构主要为棒晶;当质量分数为49.6%~53.7%时,其显微结构主要为形状不规则的ZrO2球晶;随着ZrO2含量的增加,复合陶瓷的相对密度逐渐降低(最高可达94.3%),而硬度和断裂韧度均呈先增高后降低的趋势,当ZrO2质量分数为42.6%时,硬度和断裂韧度均达到最高值,分别为13.1 GPa和13.5 MPa.m1/2。     

芳纶浆粕纤维增强酚醛泡沫的微观结构及性能

采用芳纶浆粕(AP)纤维对酚醛泡沫进行增强制备了AP纤维增强酚醛泡沫,考察了AP纤维增强酚醛泡沫的压缩强度、压缩模量、泡孔结构以及热稳定性能。结果表明:随着AP纤维填充量(质量分数)增加,酚醛泡沫的压缩强度和压缩模量均呈先增加后减小的变化趋势;当AP纤维的填充量为3.1%时,酚醛泡沫的压缩强度最大,为0.37 MPa,此时泡孔尺寸明显变小且均匀性提高,纤维分布在泡壁中通过与树脂形成良好的结合起到增强效果;当AP纤维填充量为4.58%时,压缩模量达到最大,为14 MPa;AP纤维的加入有助于提高酚醛泡沫的热稳定性。     

FeAl/Al2O3阻氚涂层表面Al2O3薄膜形成机制与低温制备技术的研究进展

应用基体渗铝+选择性氧化法制备由FeAl合金过渡层及其表面Al_2O_3薄膜组成的FeAl/Al_2O_3阻氚涂层是当前防氚渗透技术的首选,Al_2O_3薄膜是决定FeAl/Al_2O_3阻氚涂层服役性能的关键。综述了FeAl合金及其涂层的表面氧化行为,包括铝的选择性氧化、氧化热力学和动力学行为以及氧化机制,介绍了基体元素对Al_2O_3薄膜形成和结构的影响以及阻氚涂层表面Al_2O_3薄膜低温制备技术的研究进展,展望了FeAl/Al_2O_3阻氚涂层的未来研究方向。     

Sb-SnO2掺杂量对Al2O3-13%TiO2复合陶瓷涂层抗结垢性能的影响

以Al₂O₃-13%TiO₂(AT13)和纳米掺锑SnO₂(Sb-SnO₂)粉体为原料,采用等离子喷涂工艺在4145H合金钢基体表面制备了掺杂不同质量分数(0～16%)Sb-SnO₂的AT13复合陶瓷涂层,研究了复合陶瓷涂层的表面性能、微观形貌、显微硬度、结合强度以及在地层采出水中的抗结垢性能,并与电镀铬层和未处理4145H合金钢进行对比。结果表明：与电镀铬层和未处理4145H合金钢相比,复合陶瓷涂层的水接触角较大,表面能较低,随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,水接触角基本呈先增大后减小的趋势,表面能先减小后增大;复合陶瓷涂层具有大量的孔隙;随着Sb-SnO₂掺杂量的增加,硬度整体呈降低趋势,但均高于4145H合金钢和电镀铬层,单位面积结垢质量先减小后增大;掺杂质量分数10%Sb-SnO₂的复合陶瓷涂层具有最大的水接触角、最小的表面能、最小的单位面积结垢质量,平均结合强度为25.7 MPa。     

Na_2O含量对金刚石砂轮用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂性能的影响

采用球磨法制备Na_2O质量分数分别为12.31%,9.31%,7.31%的Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂,研究了Na_2O含量对烧结前后陶瓷结合剂的物相组成、力学性能、热膨胀系数,以及对陶瓷结合金刚石砂轮抗弯强度的影响。结果表明:较高的Na_2O含量有利于抑制石英相的析出;随着Na_2O含量的增加,烧结后陶瓷结合剂的硬度和抗弯强度降低,热膨胀系数在较低温度(620~640℃)烧结后增大,在较高温度(660~680℃)烧结后先增后降;当Na_2O的质量分数为9.31%、烧结温度为680℃时,所得陶瓷结合金刚石砂轮的抗弯强度最大,为53.5 MPa;3种陶瓷结合剂制备得到的金刚石砂轮具有相似的微观结构。     

ZrO2活性剂对309不锈钢钨极氩弧焊电弧特性及焊缝性能的影响

以ZrO_2为活性剂(质量分数分别为0,0.25%,0.50%,1.00%)对309不锈钢进行钨极氩弧焊,研究了ZrO_2对焊接电弧特性、熔深以及焊缝组织和性能的影响。结果表明:添加ZrO_2焊接时电弧产生脉冲特性,电弧电压随ZrO_2质量分数的增加先减小后增大,焊后熔深均比未添加ZrO_2焊接时的大2倍以上;添加质量分数0.50%ZrO_2焊接后焊缝组织由奥氏体和少量%铁素体组成,部分区域奥氏体晶粒呈等轴状;少量ZrO_2的添加降低了焊缝区的硬度和弯曲屈服强度;随ZrO_2质量分数的增加,焊缝区的硬度降低,弯曲屈服强度先减小后增大,热导率减小,比热容增大。