SiO2/Al2O3复合包覆TiH2颗粒发泡剂的制备

采用非均匀成核法制备包覆有SiO2和Al2O3的TiH2发泡剂,观察了包覆层形貌,进行了释氢实验.结果表明: SiO2/Al2O3的包覆层均匀、致密,形成内松外紧的结构,具有较大的热阻,降低了TiH2表面的热流密度,有效延迟释放氢气时间达160s.     

液相法在Gd2O3:Eu表面包覆SiO2的研究

采用液相法成功的在球形Gd2O3Eu荧光粉颗粒表面包覆一层纳米SiO2保护膜.扫描电镜分析可见包覆SiO2后颗粒粒径略微变大说明表面包覆一层纳米级的包覆层.XPS分析表明SiO2包覆层与Gd2O3Eu颗粒表面以Gd(Eu)-O-Si化学键的方式键合在一起的.荧光光谱分析表明包覆后的Gd2O3Eu3+颗粒仍旧是一种很好的发光材料.     

SiO2对Al2O3凝胶纤维相变的影响

以尿素催化硅酸乙酯水解制得SiO2溶胶。采用29Si NMR、27 Al NMR、FT-IR、TEM、DTA、XRD和SEM等对SiO2溶胶、Al2O3凝胶纤维化学结构和微观结构研究结果表明,该SiO2溶胶稳定性好,含有大量的单硅酸Si(OH)4,能和Al2O3表面的Al—OH反应生成Al—O—Si键而有效地将其包裹,从而阻止了过渡态Al2O3微晶的相互接触,抑制了α-Al2O3的成核和生长。     

溶胶-水热法制备纳米SrTiO3及其表面包覆Al2O3的研究

采用溶胶-水热法制备纳米SrTiO粉体,并采用非均匀形核法在纳米SrTiO3粉体颗粒表面包覆一层Al2O3.借助X射线衍射仪(XRD)、激光粒度分析仪(SL)、红外光谱分析仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品进行比较分析.结果表明,用溶胶-水热法制得的SrTiO3粉体颗粒具有较小的粒径,但团聚现象比较严重;经过表面包覆Al2O3后的SrTiO3粉体颗粒粒径小,形状规则,呈球状,分散性好,分布均匀,团聚现象得到改善.     

Ti3AlC2的高温临氢行为

研究了Ti3Al C2体材料在氢气氛中的高温(1100~1400℃)热稳定性。采用XRD、SEM、SIMS和Raman分析等手段对Ti3Al C2临氢反应前后的物相组成、表面形貌进行了表征;使用热力学软件Factsage计算了反应过程中的气态产物。结果表明,在1100~1400℃氢气氛条件下有少量H溶解在Ti3Al C2材料中,Ti3Al C2发生了以Al元素缺失为特征的有限程度的分解反应。缺失的Al元素与气氛中极微量的氧反应形成了均匀但不致密的Al2O3膜;而当反应温度为1400℃时,Al2O3膜发生了明显的脱落。使用热力学软件的计算结果预测,部分缺失Al元素与H2反应生成气体产物Al H。初步的研究结果表明,在1300℃以下Ti3Al C2具有较好的耐氢性能。     

Al2O3纤维增强SiO2气凝胶复合材料的制备及其隔热机理

以正硅酸乙酯为先驱体,采用溶胶-凝胶工艺制备SiO2溶胶,将其与Al2O3纤维复合,经超临界流体干燥技术制得SiO2气凝胶复合绝热材料。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、压力试验机、平板导热仪等测试手段对样品的微观形貌、抗压强度以及热导率等进行了研究。讨论了材料的绝热机理,并对进一步降低SiO2气凝胶热导率的途径进行了概述。结果表明:添加Al2O3纤维能够明显增强SiO2气凝胶的综合力学性能;经过1000℃热处理的复合材料仍保持SiO2气凝胶的纳米多孔结构,这赋予复合材料优异的绝热特性。当Al2O3纤维添加量为8%(质量分数)左右时,可使复合材料同时具有较低的热导率(λ=0.051W/(m.K),298K)和较高的抗压强度(σbc=1.977MPa)。     

颜料铝粉包覆SiO2的研究

以硅酸钠(Na2SiO3)为原料在颜料铝粉表面包覆SiO2,研究了SiO2/Al质量比(m(SiO2)/m(Al))、温度和pH值对铝粉析氢的影响,研究表明,最佳包覆条件为:m(SiO2)/m(Al)=7.5%,T=75℃,pH=9.5.并运用光学显微镜、SEM、IR和XRD对包覆样品进行了分析与表征.     

CoAl2O4/Al2O3纳米复合陶瓷的结构与表征

利用溶胶-凝胶方法制备了的CoAl2O4/Al2O3纳米复合陶瓷,并用X-ray分析(XRD)、红外光谱(IR)和扫描电镜分析(SEM)对其结构进行了分析.结果表明,随Al2O3含量增多,CoAl2O4尖晶石相从CoAl2O4/Al2O3凝胶中的析晶温度升高.SEM形貌也说明,随Al2O3含量增多,CoAl2O4/Al2O3陶瓷中形成一定的层状结构.     

介孔SiO2负载和包覆的纳米金属颗粒的制备与研究

制备了以SiO2为核、介孔SiO2为壳的核-壳颗粒负载纳米金属颗粒以及介孔SiO2壳层包覆SiO2负载的纳米金属颗粒。结果表明,十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)作为模板剂,有助于介孔SiO2壳层包覆SiO2核的结构形成,介孔SiO2壳层的孔径方向垂直于SiO2核的表面;在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的稳定作用下,Pt纳米颗粒能均匀地分布在介孔SiO2壳层的表面。单分散SiO2颗粒经过3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)功能化后,可负载纳米金属颗粒。进一步研究表明,以SiO2负载纳米金属颗粒为核,NH3.H2O,乙醇和水为分散剂,CTAB为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,还能制备介孔SiO2壳包覆SiO2负载的纳米金属颗粒,而且介孔SiO2壳层的厚度可通过TEOS的含量调节。     

纳米SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜的制备及表征

用溶胶-凝胶法制得二氧化硅(SiO2)及三氧化二铝(Al2O3)溶胶,将其掺入到聚酰胺酸基体中,得到SiO2-Al2O3/聚酰亚胺杂化薄膜,并对其结构性能进行了研究.结果表明,薄膜材料中SiO2和Al2O3粒子分散均匀,与有机相存在键合;材料热分解温度有所提高.     

SiC对反应烧结多孔Al2TiO5的物相及组织性能影响

本研究以γ-AlOOH、TiO₂和SiC为原料, 通过无压反应烧结制备了Al₂TiO₅多孔材料, 分析比较了SiC粒度和含量对合成产物的物相组成、显微组织、抗压强度、孔隙率和孔径分布的影响。结果表明: 反应产物的物相组成为Al₂TiO₅、Al₆Si2O₁₃、TiC、SiO₂和Al₂O₃, 还有少量未反应的TiO₂。SiC与TiO₂反应生成TiC和SiO₂, TiC颗粒弥散分布于多孔材料壁面或者骨架中, 而SiO₂进一步与γ-AlOOH分解出的Al2O3反应生成Al₆Si₂O₁₃晶须, 晶须交错分布于Al₂TiO₅颗粒之间或者孔洞中, 与TiC颗粒一起提高复合材料的抗压强度, 特别是采用小粒径SiC时, 对抗压强度的改善效果更加显著; 添加大粒径SiC后, 改变原有颗粒堆积状态, 可提高复合材料的孔隙率。但当SiC含量超过5wt%时, 因为生成较多低熔点的SiO₂, 部分填充于多孔材料的孔隙中, 部分则分布于Al₂TiO₅晶粒之间, 既减小孔隙率, 又降低晶粒间结合强度和试样的抗压强度。     

Al2O3纤维对SiO2基陶瓷型芯的烧缩阻滞

向SiO₂基体粉料中添加Al₂O₃纤维,采用热压注法制备Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯。分析Al₂O₃纤维含量对陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明：Al₂O₃纤维含量对Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯的线收缩率、体积密度和抗弯强度均有较大的影响。当Al₂O₃纤维含量大于1wt%时,Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯的线收缩率大幅度降低,稳定在0.335%左右,体积密度随之降低,稳定在1.790 g · cm^-3左右;当Al₂O₃纤维含量为1wt%时,陶瓷型芯抗弯强度达最大值20.48 MPa。分析了Al₂O₃纤维对Al₂O₃/SiO₂陶瓷型芯烧结收缩的阻滞作用机制。     

原位自生纳米Al2O3/Al-Zn-Cu复合材料的力学性能

将纳米ZnO粉末和Al粉球磨后冷压成Al-ZnO预制块,然后将其加到Al-Zn-Cu熔体中进行Al-ZnO原位反应,制备出纳米Al₂O₃颗粒增强Al-Zn-Cu基复合材料。能谱面扫描分析和透射电镜观察结果表明,复合材料由纳米Al₂O₃颗粒和Al₂Cu析出相两种颗粒/析出相组成。纳米Al₂O₃颗粒通过异质形核和晶界钉扎,细化了Al-Zn-Cu合金晶粒组织和Al₂Cu析出相。原位纳米Al₂O₃颗粒的生成提高了基体合金的拉伸性能,轧制+热处理使Al₂O₃/Al-Zn-Cu复合材料的拉伸强度比相同处理的基体合金提高约100%,总伸长率提高约98%。     

Al2O3/BaZrO3双陶瓷界面微观组织演化及机理

以Al₂O₃为背层(硅溶胶为粘结剂), 电熔BaZrO₃作为面层材料(钇溶胶为粘结剂), 1550℃烧结后制成50 mm×25 mm×5 mm的Al₂O₃/BaZrO₃双陶瓷试样。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和EDS等手段观察了BaZrO₃层和Al₂O₃/BaZrO₃界面的显微结构, 研究了BaZrO₃与Al₂O₃的界面反应。结果表明, 面层由BaZrO₃基体和分布其上的大小10 μm左右的Y稳定的ZrO₂晶粒组成; Al₂O₃/BaZrO₃界面发生反应形成厚约300 μm的过渡层, 界面反应生成物有BaOAl₂O₃、ZrO₂和BaO·Al₂O₃·2SiO₂。界面从单纯的BaZrO₃/Al₂O₃双陶瓷结构演变为BaZrO₃、ZrO₂、BaO·Al₂O₃、BaO·Al₂O₃·2SiO₂和Al₂O₃等多种物相组成的复杂结构。反应过程中Al元素基本不迁移扩散, BaZrO₃中Ba元素向Al₂O₃所在的位置扩散形成BaO·Al₂O₃, 残留物形成一层条状ZrO₂, 而BaO·Al₂O₃·2SiO₂围绕着EC95(Al₂O₃+5%SiO₂)粉体颗粒周围生成。     

PET基陶瓷隔膜的制备及性能研究

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)为粘结剂, 用浸涂法在对苯二甲酸乙二醇酯(PET)隔膜上同时涂覆不同粒径的SiO₂和Al₂O₃, 使PET的大孔得到更有效的填充, 充分发挥了两种陶瓷及其粒径的各自优势。系统考察了SiO₂与Al₂O₃相对含量对陶瓷隔膜的表面形貌、孔隙率、吸液率、热稳定性、离子电导率和电化学阻抗谱(EIS)的影响。研究了SiO₂/Al₂O₃为3/7(wt%)的陶瓷隔膜组装成MCMB/LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂电池的电化学性能, 并与商业聚丙烯(PP)隔膜对比。结果表明: 该陶瓷隔膜具有更好的综合性能, 100次循环后的容量保持率为93.9%, 10C电流下仍具有82.7 mAh/g的容量, 优于商业PP隔膜。     

Formation of MgAl2O4 in Al2O3-(Al-4wt.%Mg) composites

The Al₂O₃ particles are introduced into the Al-4wt.%Mg melt by the “vortex” method. After being cast, Al₂O₃-(Al-4wt.%Mg) composites are remelted at 700, 750, 800 and 850°C for different residence times to investigate the formation of MgAl₂O₄ (spinel).

The results show that MgAl₂O₄ is the unique interface of the Al₂O₃-(Al---Mg) composites held at 700–850°C. Fine MgAl₂O₄ crystals grow on the surface of the Al₂O₃ particle but, as the holding temperature and the residence time increase, some spinels will form themselves into pyramidal shape. The MgAl₂O₄ grows not only at the matrix-particle interface but also on the surface of the composite specimens. The formation reactions of interfacial MgAl₂O₄ are as follows: Mg(1) + 2Al(1) + 2O₂(g) = MgAl₂O₄(s)3Mg(1) + 4Al₂O₃(s) = 3MgAl₂O₄(s) + 2Al(1) Both of them are equally important.     

超声化学原位合成纳米Al_2O_3/6063Al复合材料组织及高温蠕变性能

为研究纳米颗粒增强铝基复合材料的高温蠕变特性,基于6063Al-Al2(SO4)3体系,采用超声化学原位合成技术,制备出不同Al2O3体积分数(5%、7%)的纳米Al2O3/6063Al复合材料,通过高温蠕变拉伸试验测试其高温蠕变性能,利用XRD、OM、SEM及TEM分析其微观形貌。结果表明:施加高能超声可显著细化增强体颗粒并提高其分布的均匀性,所生成的Al2O3增强颗粒以圆形或近六边形为主,尺寸为20~100nm;纳米Al2O3/6063Al复合材料的名义应力指数、表观激活能和门槛应力值与基体相比大幅提高,均随着增强体体积分数的增加而提高,表明纳米Al2O3/6063Al复合材料的抗蠕变性能提高;纳米Al2O3/6063Al复合材料的真应力指数为8,说明复合材料蠕变机制符合微结构不变模型,即受基体晶格扩散的控制;纳米Al2O3/6063Al复合材料的高温蠕变断口特征以脆性断裂为主,高应力下形成穿晶断裂,低应力下形成沿晶断裂和晶界孔洞;纳米Al2O3/6063Al复合材料的主要强化机制为位错强化与弥散强化。     

镍基高温合金定向凝固用陶瓷型壳粘砂反应

以合金表面粘砂比例和粗糙度为优化指标,采用多指标正交实验设计方法,通过极差分析研究了定向凝固用陶瓷型壳面层粒度配比和Cr₂O₃添加剂对铸件表面质量的影响。结果表明,铸件表面粘砂层的主要成分为Al₂O₃以及少量Cr、Ni等合金元素;调整陶瓷型壳面层的粒度级配能降低陶瓷型壳面层的孔隙率,使型壳面层形成致密的结构,从而减少在定向凝固过程中合金液向陶瓷型壳面层的渗入、减少铸件表面的物理粘砂;Cr₂O₃添加剂与型壳中的Al₂O₃反应生成的二元化合物Al₂O₃-Cr₂O₃或Al₂O₃-SiO₂-Cr₂O₃三元系产物,抑制了合金中的活性元素(Ni、Ti、Al等)与型壳中游离的SiO₂反应,从而减少铸件表面的化学粘砂、提高铸件的表面质量。     

Effects of TiO/Al ratio on microstructures and mechanical properties of TiAl base composites

Effects of TiO₂/Al ratio on the microstructures and mechanical properties of in situ Al₂O₃/TiAl based composites were investigated. The results indicate that the as-sintered products consist of grains of nearly lamellar ?₂ + ? structure with a dispersion of randomly oriented Al₂O₃ particles. A 43.9Ti-38.6Al-17.5TiO₂-nNb₂O₅ system was compared to 57.46Ti-36.78Al-5.76TiO₂-nNb₂O₅ system. The lamellar spacing of the products increases and the ?₂ phase volume decreases with decreasing TiO₂/Al ratio. For each system, as the volume of ?₂ phase increases, the average lamellar spacing decreases. Strength increases with an increasing TiO₂/Al ratio due to the amount of ?₂ phase. Al₂O₃ phase increases with increasing TiO₂/Al ratio. Toughness increases with decreasing TiO₂/Al ratio. When the Nb₂O₅ content is smaller than 6 wt.%, the lamellar spacing plays an important role in toughness than the Al₂O₃ content. When the Nb₂O₅ content is larger than 6 wt.%, the Al₂O₃ content exhibits significantly increases the values of toughness than lamellar spacing.     

Controllable formation of Er–Yb codoped Al2O3 films by the non-aqueous sol–gel method

1 mol%Er³⁺–10 mol%Yb³⁺ codoped Al₂O₃ thin films have been prepared on thermally oxidized SiO₂/Si(110) substrates by a dip-coating process in the non-aqueous sol–gel method from the hydrolysis of aluminum isopropoxide [Al(OC₃H₇)₃] under isopropanol environment. Addition of N,N-dimethylformamide (DMF) as a drying control chemical additive (DCCA) into the sol suppresses formation of the cracks in the Er³⁺–Yb³⁺ codoped Al₂O₃ thin films when the rare-earth ion is doped with a high doping concentration. Homogeneous, smooth and crack-free Er³⁺–Yb³⁺ codoped Al₂O₃ thin films form at the conditions by a molar ratio of 1:1 for DMF:Al(OC₃H₇)₃. A strong photoluminescence spectrum with a broadband extending from 1.400 to 1.700 µm centered at 1.533 µm is obtained for the Er³⁺–Yb³⁺ codoped Al₂O₃ thin films, which is unrelated to the addition of DMF. Controllable formation of the Er³⁺–Yb³⁺ codoped Al₂O₃ thin films may be explained by the fact that the DMF assisted the deprotonation process of Al–OH at the surfaces of gel particles, resulting in enhancement of the degree of polymerization of sols and improvement of the mechanical properties of gel thin films.