Re2O3弥散强化Ag基复合材料的制备与性能

目的 采用稀土氧化物(Re2O3)进行弥散强化,探讨稀土氧化物种类及掺量对复合材料的性能影响,提高Ag基复合材料的熔化温度和力学性能.方法 通过化学共沉积制取了Re2O3/Ag复合粉体,并在35 MPa下压制成型,进而在氩气保护下850℃高温烧结.制备出稀土氧化物弥散分布的银基复合材料样品,并对其熔化温度、力学性能等指标进行测试.结果 Y2O3掺量为4%时可获得最大的溶化温度为975℃,掺量为1%时可获得最大的抗拉强度.延伸率随Re2O3质量分数的增加而下降.结论 Re2O3弥散强化Ag基复合材料的熔化温度、力学 性能较纯Ag有所提高,可作为OPIT工艺的包套材料.     

碳化硼陶瓷的液相烧结试验研究

在烧结液相质量分数为0%~25%的Al2O3-Y2O3系中,烧结温度为1950℃,烧结时间为5h的条件下,研究了碳化硼陶瓷液相烧结的致密化过程和力学性能.结果表明,Al2O3和Y2O3的添加可明显地改进烧结性能,同时质量密度和力学性能也有明显提高.     

稀土氧化物对金属陶瓷刀具材料性能的影响

通过添加2种不同的稀土氧化物,利用热压液相烧结法烧结,研究了2种工艺条件下稀土氧化物对Ti(C0.7N0.3)基金属陶瓷刀具材料显微结构和力学性能的影响.结果表明,稀土氧化物的添加使材料的力学性能受工艺影响很大,在烧结温度1400℃压力25 MPa,保温时间为30 min的工艺条件下,稀土氧化物的添加会大幅度的降低材料的力学性能;在温度1450℃压力25 MPa,保温时间为30 min的工艺条件下,稀土氧化物会提高材料的断裂韧性.     

稀土氧化物对金属陶瓷刀具材料性能的影响

通过添加2种不同的稀土氧化物，利用热压液相烧结法烧结，研究了2种工艺条件下稀土氧化物对Ti（C0.7N0.3）基金属陶瓷刀具材料显微结构和力学性能的影响。结果表明，稀土氧化物的添加使材料的力学性能受工艺影响很大，在烧结温度1400℃压力25MPa，保温时间为30min的工艺条件下，稀土氧化物的添加会大幅度的降低材料的力学性能；在温度1450℃压力25MPa，保温时间为30min的工艺条件下，稀土氧化物会提高材料的断裂韧性。     

Y_2O_3和CeO_2在稀土钨材加工过程中的作用

通过SEM、X射线衍射等方法,分析了Y2O3和CeO2在单元（W－Y2O3;W－CeO2）和复合（W－Y2O3－CeO2）稀土钨材加工过程中的影响和作用.结果表明,Y2O3的添加较大地阻碍了还原过程钨粉粒度以及烧结时坯条晶粒的长大,DeO2的阻碍作用较小;在垂熔烧结后的坯条中,稀土元素主要以稀土钨酸盐或氧化钨酸盐的形式存在,它们的热稳定性影响着材料的热加工性能．     

添加物对合成堇青石性能的影响

本文探讨了碱金属氧化物、碱土金属氧化物、过渡金属氧化物及稀土金属氧化物对合成堇青石烧结性能及热膨胀性能的影响,结果表明,碱金属氧化物K_2O和碱土金属氧化物CaO均能降低堇青石的热膨胀和烧结温度,扩大了烧结范围。过渡金属氧化物Cr_2O_3增大了堇青石的热膨胀系数,对烧结有一定的促进作用,而稀土金属氧化物Y_2O_3对堇青石的烧结性能影响较小。     

纳米稀土氧化物对PMMA-PC-LiClO4电解质体系的影响

以碳酸丙烯酯(PC)为溶剂,以纳米稀土氧化物三氧化二镧(La2O3)、二氧化铈(CeO2)、三氧化二钇(Y2O3)为无机填料,采用溶胶-凝胶法制备了不同含量PMMA-PC-LiClO4-χ%稀土氧化物的电解质薄膜.通过研究发现:添加1.3%Y2O3电解质体系的电导率为7.4×10-4 S/cm,比之前提高约3倍;SEM和XRD证实,电导率的增加主要是因为纳米粒子的加入降低了电解质体系的结晶度,增大了无定形区域,使锂离子的迁移更加顺畅;红外结果显示其结晶度的下降不是化学结构的改变;TG曲线表明添加Y2O3会使电解质体系热稳定性稍有提高,其残碳量由2.8%上升到8.9%.除此之外,添加Y2O3可以有效防止气泡的产生.     

复合助剂对氮化铝陶瓷低温烧结的影响

为弄清添加剂对氮化铝陶瓷低温烧结性能的影响,采用4种复合添加剂Y2O3-CaF2,Y2O3-Dy2O3,Y2O3-CaC2和Y2O3-Li2O,在1 650 ℃热压烧结AlN陶瓷;通过电子显微镜测定并分析了AlN陶瓷的性能和微观结构.结果表明:添加该4种复合助剂在低温烧结的AlN陶瓷晶格氧含量均较低,样品热导率较高.尤其是添加Y2O3 和CaF2可获得热导率为192 W/(m*K)的AlN陶瓷样品.     

利用白云鄂博铁精矿-铝土矿制备Fe-Al2O3复合材料的研究

以白云鄂博铁精矿和铝土矿为主要原料,以活性炭为还原剂,采用无压烧结法制备了 Fe-Al2O3复合材料.研究了不同烧结温度以及不同铝土矿添加量对相组成、微观结构、力学性能和耐腐蚀性的影响.结果表明:烧结温度以1 380℃为最佳,并发现铝土矿的添加量有利于材料力学性能的提升.其主要原因为铝土矿中含有TiO2,CaO,MgO等成分,在高温下形成液相,可以有效地促进复合材料的烧结.另外,液相也造成金属相周围热容不同,导致过冷度发生变化,进而影响金属相位错密度,低位错密度可以提高合金相的塑性变形能力.表明矿物中的杂质氧化物并不会影响复合材料的最终力学性能,反而具有一定的积极作用,为白云鄂博矿物的综合利用提供新的途径.     

稀土掺杂对LAS系统微晶玻璃粘度的影响

实验以Li2O-Al2O3-SiO2（LAS）系统微晶玻璃为研究对象，根据LAS系统玻璃三元相图设计玻璃组成，并在基础组分不变的前提下，选择了La2O3等5种稀土氧化物采取外加法进行掺杂，应用高温粘度仪测试分析了玻璃液的高温粘度。通过调整稀土氧化物的种类和用量，制备出了熔制温度相对较低、具有较好的透明性、较高的强度和热膨胀系数接近于零的微晶玻璃。结果表明：La2O3、Y2O3、CeO2、Er2O3及Gd2O3都具有降低玻璃液粘度的作用，其中以La2O3的作用最大。     

Growth and characterization of doped CeO2 buffers on Ni-W substrates for coated conductors using metal organic deposition method

CeO2 and Ce0.8M0.2O2-d films (M = Mn, Y, Gd, Sm, Nd and La) with (00l) preferred orientation have been prepared on biaxially textured Ni-W substrates by metal organic decomposition (MOD) method. The factors influencing the formation of cracks on the surface of these CeO2 and doped CeO2 films on Ni-W substrates were explored by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) analysis, atomic force microscopy (AFM) and differential scanning calorimetry (DSC). The results indicate that many factors, such as the change of the ionic radii of doping cations, the transformation of crystal structure and the formation of oxygen vacancies in lattices at high annealing temperature, may be related to the formation of cracks on the surface of these films. However, the crack formation shows no dependence on the crystal lattice mismatch degree of the films with Ni-W substrates. Moreover, the suppression of surface cracks is related to the change of intrinsic elasticity of CeO2 film with doping of cations with a larger radius. SEM and AFM investigations of Ce0.8M0.2O2-d (M = Y, Gd, Sm, Nd and La) films reveal the dense, smooth and crack-free microstructure, and their lattice parameters match well with that of YBCO, illuminating that they are potentially suitable to be as buffer layer, especially as cap layer in multi-layer architecture of buffer layer for coated conductors.     

烧成温度和锆英石对轻骨料镁尖晶石材料性能和显微结构的影响

以方镁石-尖晶石微孔陶瓷骨料、电熔镁砂、电熔尖晶石、α—Al2O3微粉等为原料,制备含轻骨料镁尖晶石材料,研究了烧成温度和锆英石加入量对试样性能和显微结构的影响。结果表明,随着烧成温度的升高,试样的致密化程度逐步提高;试样强度先增大后减小,在1600℃时达到最大值。在1600℃热处理下,随着ω（ZrSiO4）的增加,试样的体积密度增大,显气孔率变小,试样力学强度在ω（ZrSiO4）为4％时达到最大值。ω（ZrSiO4）为4％的试样整体显微结构致密,固相直接结合程度提高;并且方镁石和尖晶石晶粒的晶粒尺寸粗大,晶粒发育比较完整。     

Mechanical Properties of ZrO_2 Ceramic Stabilized by Y_2O_3 and CeO_2

ZrO2 ceramic was made from evenly dispersed ( Y, Ce)-ZrO2 powder with different compositions , which was prepared by the chemical coprecipitation, and stabilized by compound additions through appropriate techniques. And its mechanical property that is related to the phase content and its microstructwe was studied by X-ray diffraction(XRD) , scan electron microscope( SEM). The results show that Y2O3 has stronger inhibition to the growth of ZrO2 crystal than CeO2 has. Therefore, within an appropriate composition range of Y2 O3 and CeO2, the higher the content of Y2O3, the lower the content of CeO2 , the smaller ZrO2 crystal. Combining this feature and the stabilization technique with complex additions instead of simple addition, ZrO2 ceramic with high density and excellent mechanical properties can be made under normal conditions. It is concluded that the improvement of mechanical properties originates from the toughening of microcrack, phase transformation and the effect of grain e-vulsions.     

中温氧化物燃料电池电解质材料制备和性能研究

中温固体氧化物燃料电池（SOFCs）的工作温度应低于800℃。本文重点对ZrO2基、CeO2基、Bi2O3基和ABO3型电解质材料的最新进展和发展趋势作了综述。以8%氧化钇稳定氧化锆（8YSZ）作为电解质的SOFCs,工作温度在1000℃左右。经较低价的碱土和稀土离子（Sr2＋,Ca2＋,Sc3＋和Y3＋）掺杂稳定ZrO2,在800℃,氧化钪掺杂氧化锆（Zr0.9Sc0.1O1.95,scandia doped zirconia,SSZ）的电导率（0.1S/cm）比Zr0.9Y0.1O1.95（10YSZ）的（0.03S/cm）高得多。薄膜化是改进氧化锆基电解质的电导性能的另一个途径。厚度小于10μm的YSZ基SOFCs,在800℃时功率密度最大可达2W/cm2。研究新的稳定的双掺杂电解质材料将会是CeO2基材料研究的重点。Y2O3和Sm2O3共掺杂（Y0.1Sm0.1Ce0.8O1.9,YSCO）在800℃时电导率可达到0.0549S/cm,电导活化能为0.77eV。Sr和Mg共掺杂LaGaO3（LSGM）阳离子导体已成为中低温SOFCs的重要候选电解质材料。钙钛矿型氧化物是除了Bi2O3以外氧离子电导率最高的陶瓷材料。寻求新的、优良的中温SOFCs电解质材料仍是目前推动中温SOFCs实用化的关键因素之一,薄膜化技术是研究的另一个重点。     

稀土元素掺杂对ZnO纳米线气敏性能的影响

为解决ZnO基气体传感器在实际应用中存在着灵敏度低、选择性差、响应时间长等问题,以采用物理热蒸发法制备的纯ZnO纳米线和稀土元素（Y2O3、CeO2、La2O3）掺杂的ZnO纳米线为气敏基料,制备成旁热式气敏元件,用静态配气法对浓度均为100 ppm的无水乙醇蒸汽、氨气、甲烷及一氧化碳四种气体进行气敏性能测试.结果表明,稀土元素掺杂后,ZnO纳米线对四种气体灵敏度的最高值都有明显的提高,响应时间和恢复时间分别为4 s和3 s.     

CeO2对等离子喷涂AT13涂层微观组织与性能影响

利用XRD、SEM、显微硬度weibull统计分析以及摩擦磨损试验手段对比研究了等离子喷涂添加ω（TiO2）=13％的TiO2的AlO3涂层（以下简称AT13涂层）和添加不同含量CeO2的AT13涂层的微观组织和性能。研究表明,CeO2以铺展良好的薄片状分布于涂层中,有效改善了涂层中层片之间结合。稀土CeO2的添加不改变AT13相变规律。涂层显微硬度的Weibull统计分析表明,添加CeO2对AT13涂层的显微硬度影响不大,显微硬度分布的分散性降低。当ω（CeO2）=4％时,涂层显微硬度分布的分散性最小。AT13材料中添加CeO2可显著提高涂层的耐磨性,当ω（CeO2）=8％时,涂层的耐磨性最好。添加CeO2不改变涂层的磨损机制,但显著降低涂层的磨损剥落程度。     

掺杂对Al_2O_3/TiAl复合材料性能的影响

本研究采用Ti-Al-TiO2-La2O3体系,通过热压烧结工艺原位合成了Al2O3/TiAl复合材料.借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析研究了材料的物相组成和微观组织结构,同时分别将掺杂La2O3和掺杂Fe2O3对合成Al2O3/TiAl复合材料微观结构和力学性能的影响进行了对比.结果表明:掺杂La2O3合成的Al2O3/TiAl复合材料基体尺寸相对掺杂Fe2O3合成产物较小,分散更加均匀,致密度更高.当La2O3掺杂量为3.93wt%时,Al2O3/TiAl复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值,分别为701.95MPa和7.79MPa·m1/2.由于稀土氧化物具有对基体和增强颗粒的净化,细化晶粒等作用,因此提高了TiAl基体与Al2O3增强颗粒结合强度,所以掺杂La2O3合成材料的力学性能相比掺杂Fe2O3合成的产物较高.     

BaO-TiO2-Nd2O3-La2O3系陶瓷结构与介电性质研究

在BaO-TiO2-Nd2O3(BTN)系材料中以La2O3部分取代Nd2O3后构成BaO-TiO2-Nd2O3-La2O3(BTNL)系的结构和介电性能。实验结果证实,随着La2O3和Nd2O3摩尔比的增加,介电常数的温度系数((下降,用XRD分析证明是因为BaLa2Ti4O12和La2Ti2O7相的增加所致。在BTNL系中加入适量的添加剂可获得中温下烧结的具有超低损耗的微波陶瓷材料,可用于研制微波独石电容器。     

稀土掺杂钼的强韧化与电子发射性能研究

介绍了作者们近年来在稀土钼研究方面所取得的成果研究结果表明,稀土氧化物（La2O3,Y2O3）在强化钼的同时,对钼具有显著的韧化作用,即具有综合强韧化作用．稀土钼不仅是优良的结构材料,而且是优异的热阴极材料,有广泛的应用前景．