MgO—CeO2烧结助剂对常压烧氮化硅陶瓷致密化和性能的影响

系统研究了ＭｇＯ－ＣｅＯ２烧结助剂对常压烧结氮化硅陶瓷致密化过程及其性能的影响，发现ＭｇＯ－ＣｅＯ２是一咱非常有效的烧结助剂，其致密化效果比单独用ＭｇＯ或ＣｅＯ２要好得多，常压烧结的Ｓ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷，相对密度为９８．５％，室温强度可达９４８ＭＰａ。     

氮化硅陶瓷烧结过程中的致密化与相变

讨论了Ｓｉ３Ｎ４ＭｇＯＣｅＯ２陶瓷常压烧结过程中的致密化与相变。指出：对于Ｓｉ３Ｎ４ＭｇＯＣｅＯ２陶瓷，在１５００～１５５０℃为快速致密化阶段，在１５５０℃致密化过程已接近完成，αＳｉ３Ｎ４→βＳｉ３Ｎ４的相转变过程滞后于致密化过程，在１５５０～１６００℃为β相转变百分数急剧增加阶段，在１６００℃，α→β相变接近完成，α→β相变与其致密化并无直接、必然的关系     

氮化硅陶瓷烧结过程中玻璃相的自动析晶

发现了Ｓｉ３Ｎ４ＭｇＯＣｅＯ２系陶瓷在烧结过程中玻璃相自动析晶现象。对于Ｓｉ３Ｎ４ＭｇＯＣｅＯ２系陶瓷,在１４５０℃,ＭｇＯＣｅＯ２与Ｓｉ３Ｎ４颗粒表面的ＳｉＯ２反应形成硅酸盐液相,冷却后成为玻璃相保留在烧结体中;当烧结温度高于１５５０℃时,发现ＣｅＯ２仍留在玻璃相中,但ＭｇＯ会自动析晶出来,其结果是大大减少了烧结体中严重影响其高温性能的玻璃相的含量,ＭｇＯＣｅＯ２是氮化硅陶瓷很理想的烧结助剂。     

碳化钨对常压烧结氮化硅陶瓷致化的影响

研究碳化钨对常压烧结Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷致密化和性能的影响，通过球磨引入适量的碳化钨对烧结氮化硅陶瓷的致密化性能是有利的，通过控制球磨和球料比可控制磨入的碳化钨的含量，当碳化钨含量为３．９ｗｔ％时，效果最好，烧结氮化硅陶瓷的相对密度为９８．５％，室温抗弯强度为９４８ＭＰａ。     

用高岭土合成Sialon粉末的无压烧结

概述了Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料制备方面的研究。以高岭土为主要原料,采用碳热还原氮化法合成的Ｓｉａｌｏｎ粉末为主要原料,分别添加Ｙ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３系与Ａｌ２Ｏ３ＭｇＯ系两种烧结助剂后进行充分混合,混合物粉末在钢模中冷压成两种压坯试样ａ和ｂ,然后在Ｎ２气氛中进行无压烧结。对烧成温度与烧结体体积密度的关系,烧结助剂的作用以及Ｓｉａｌｏｎ粉末无压烧结致密化过程进行了重点讨论。实验结果表明,分别添加１０％Ｙ２Ｏ３５％Ａｌ２Ｏ３和１０％Ａｌ２Ｏ３５％ＭｇＯ（均为质量分数,％）两种烧结助剂的试样ａ和ｂ分别在１６２０℃和１５９０℃烧成温度下,获得了致密的Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料。并且建立了Ｓｉａｌｏｎ粉末无压烧结致密化模型,即ｌｇ（ΔＶ／Ｖ０）∝ｌｇｔ,其致密化过程分为颗粒重排与溶解析出两个阶段,且扩散为全过程的控制性步骤。     

CeO_2[100]∥MgO[100]in-plane Epitaxy for Bi-epitaxial Grain Boundary Junctions

ＣｅＯ２［１００］∥ＭｇＯ［１００］ｉｎｐｌａｎｅＥｐｉｔａｘｙｆｏｒＢｉｅｐｉｔａｘｉａｌＧｒａｉｎＢｏｕｎｄａｒｙＪｕｎｃｔｉｏｎｓＹａｎｇＪｉａｎ，ＧｕＨｏｎｇｗｅｉ，ＭａＰｉｎｇ，ＣｈｅｎＬａｎｆｅｎｇａｎｄＣｈａｎｇＳｈｉａｎ（杨坚）...     

不锈钢烧结焊剂的研制

研制了烧结温度低的焊接不锈钢的烧结焊剂，焊剂渣系为ＣａＦ２－Ａｌ２Ｏ３，采用ＣａＦ２＋Ａｌ２Ｏ３〉９０％的成分配比，其它为ＭｇＣＯ３，ＣａＣＯ３，Ｃｒ２Ｏ３和Ｎａ３ＡｌＦ６等。特点是氧化性和气孔敏感性小。配合相应焊丝可以焊接各种不锈钢。     

低温常压烧结SiC陶瓷的结构与性能

采用Al2O3-Y2O3-CaO烧结助剂体系,低于1600℃无保护气氛条件下常压烧结制备SiC陶瓷。研究了粘结剂含量、压制压力、SiC原料粒径级配、烧结温度、烧结助剂含量等对SiC陶瓷结构与性能的影响,优化低温常压烧结SiC陶瓷工艺参数。结果表明,在SiC陶瓷烧结过程中,烧结体中的助烧熔体能充分填充孔隙,并在随后的冷却过程中大多转化为晶态氧化物,有效促进SiC陶瓷的烧结致密化,并赋予其良好的结构与性能。采用3.5μm和0.5μm粒径的粉体按3∶1质量比级配,烧结助剂含量为30%(质量分数),1575℃烧结制备的SiC陶瓷的密度为2.93 g/cm3,抗弯强度为359 MPa。     

含钒Fe—Ni—Cr合金在H2S—H2—CO2混合气氛中的硫化腐蚀

含钒ＦｅＮｉＣｒ合金在０．４％Ｈ２ＳＨ２７％ＣＯ２和１％Ｈ２ＳＨ２７％ＣＯ２气氛中于６００℃下的腐蚀产物包括外层疏松多孔、呈粉状的（Ｎｉ，Ｆｅ）Ｓ，其下致密的ＦｅＣｒ２Ｓ４和里层的Ｃｒ３Ｓ４。１％Ｈ２Ｓ气体中腐蚀，ＦｅＣｒ２Ｓ４的上部还有（Ｆｅ，Ｎｉ）Ｓ块的形成。钒与镍富集于ＦｅＣｒ２Ｓ４／Ｃｒ３Ｓ４交界处。     

MgO-B_2O_3-SiO_2渣晶化动力学

应用差热分析（ＤＴＡ）技术研究了Ｃｒ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、ＣｅＯ２、Ｖ２Ｏ５、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ、ＣａＦ２、ＭＯｘ对ＭｇＯＢ２Ｏ３ＳｉＯ２渣中含硼组分析晶活化能的影响。结果表明,Ｃｒ２Ｏ３、ＣｅＯ２、ＣａＦ２、ＳｉＣ、ＭＯｘ作为晶核剂加入后,可降低析晶活化能,有利于含硼组分以结晶相析出,是有效的晶核剂;Ｌａ２Ｏ３和Ｖ２Ｏ５对析晶活化能没有影响;Ｓｉ３Ｎ４则增强玻璃网络稳定性,提高析晶活化能。所以Ｌａ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５和Ｓｉ３Ｎ４作为晶核剂是无效的。     

Si_3N_4陶瓷的烧结及其显微结构

本文主要研究了Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷的常压烧结及其显微结构。MgO和CeO2的组合是Si3N4陶瓷的有效烧结助剂。常压烧结Si3N4-MgO-CeO2陶瓷,最佳成分为Si3N4+5%MgO+5%CeO2,在1800℃保温60min烧结后,其最大相对密度为98.5%,抗弯强度为950MPa。利用XRD、TEM和EDAX分析,确定了烧结Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷中玻璃相的主要成分为铈硅酸盐,几乎不含MgO。     

氮化硅──氧化镁──二氧化铈的无压烧结

对氧化硅－氧化镁－二氧化铈无压烧结的研究表明：MgO－CeO_2是一种非常有效的氮化硅助烧剂，MgO－CeO_2的含量及烧结工艺对氮化硅的致密化及机械性能有强烈的影响，本文讨论了这些影响规律，当氧化镁与氧化铈共存时，二氧化铈更容易与氮化硅颗粒表面的二氧化硅反应形成难熔的窗铈的玻璃相，无压烧结的氮化硅－氧化镁－二氧化铈陶瓷，其相对密度可超过98％，强度超过920MPa，这在目前的各种无压烧结的氮化硅材料中，是非常高的，Si－Mg－Ce－O－N系统在理论研究和实用上都有极大的价值。     

氮化硅陶瓷的玻璃相及其晶粒异常长大

利用透射电镜(TEM)研究无压烧结Si3N4-MgO-CeO2系陶瓷的显微结构。发现并用微观衍射分析证实了晶界处有玻璃相出现。透射电镜能谱分析得出,当没有MgO时CeO2的主要功能便是形成玻璃相。硅酸铈玻璃相的出现有利于Si3N4液相的产生。MgO-CeO2是Si3N4陶瓷优秀的烧结助剂。当在1850℃以上温度烧结是会出现Si3N4陶瓷晶粒的异常长大,这将导致裂纹和位错并最终影响其机械性能。     

氮化硅陶瓷超塑性研究

以非晶氮化硅纳米陶瓷粉体为起始材料,以纳米氧化钇和氧化铝为添加剂液相烧结获得超塑性陶瓷块体材料,实现氮化硅陶瓷的超塑性拉伸和超塑性成形。氮化硅陶瓷的平均晶粒直径为280nm,在1550℃的较低温度,4.7×10-4/s的相对较高应变速率下,延伸率可达到110%,在成形速率0.2mm/min的条件下,可拉深成形出完好的球形和锥形零件。在室温断口上存在大量的细小的白色氮化硅晶粒;而高温断口上却几乎不存在这样的晶粒,这种不同可以用氮化硅陶瓷材料的超塑性变形机理来解释,也可以证明超塑性变形过程中晶界玻璃相的存在。     

气压烧结——一种大有前途的氮化硅陶瓷制备方法

介绍了气压烧结氮化硅陶瓷的研究开发成果 ,论述了气压烧结的生产工艺及其显微结构与力学性能 ,并与传统的生产方法进行了对比。气压烧结制备的氮化硅陶瓷可形成原位增韧结构 ,具有高韧性、高强度和好的耐磨性。并可直接制取接近最终形状的各种复杂形状制品 ,从而可大幅度降低生产成本和加工费用 ,适用于大规模生产     

氮化硅陶瓷超塑拉深成形规律研究

以非晶氮化硅纳米陶瓷粉体为初始材料,以纳米氧化钇和氧化铝为助剂液相烧结获得超塑性陶瓷块体材料,在1550℃的低温条件下,实现氮化硅陶瓷的超塑性成形。利用描述超塑性材料的Backofen方程,建立陶瓷超塑性成形的刚粘塑性有限元模型,并与实验研究相结合,研究氮化硅陶瓷在不同条件下超塑性拉深成形过程中,成形体径向和厚度方向的尺寸变化,得到了氮化硅陶瓷超塑性拉深成形过程厚度和径向尺寸改变的基本规律。     

直接电解金属氧化物制备CeCo_5合金

在CaCl2熔盐中,以Co3O4和CeO2混合氧化物为原料,采用熔盐电脱氧法制备CeCo5合金。研究电解电压、烧结温度等对电脱氧过程的影响。采用SEM和XRD对不同条件下制备的产物微观形貌和相组成进行表征,并结合动电位极化法,研究电脱氧机理。采用循环伏安法研究材料的电化学性能。结果表明：随着电解电压的升高和烧结温度的降低,电脱氧速度逐渐加快。在850°C下烧结的混合氧化物试样,在3.1V电压下电解,可制备出纯相的CeCo5合金。在电脱氧过程中,Co3O4还原成单质Co,CeO2还原成CeOCl,CeOCl在单质Co表面还原而形成CeCo5合金。所制备的合金表现出良好的电化学循环稳定性。     

碳化钨对常压烧结氮化硅陶瓷致密化的影响

研究碳化钨对常压烧结Si3N4-MgO－CeO2陶瓷致密化和性能的影响，通过球磨引入适量的碳化钨对烧结氮化硅陶瓷的致密化和性能是有利的，通过控制球磨时间和球料比可控制磨入的碳化钨的含量，当碳化钨含量为3．9wt％时，效果最好，烧结氮化硅陶瓷的相对密度为98．5％，室温抗弯强度为948MPa。     

Preliminary Investigation of Preparing High Burn-Up Structure in Nuclear Fuel by Flash Sintering Using CeO2 as a Surrogate

The high burn-up structure (HBS) is characterized by the grain size of 100-300 nm and a porosity of up to 20％,which is formed at the rim of the nuclear fuel pellet due to 2-3 times higher local burn-up during the in-pile irradiation.HBS is considered a new potential structure for high-performance fuels.However,it is difficult to prepare HBS by conventional sintering methods.In this study,flash sintering was used to prepare HBS using CeO2 as a surrogate for a preliminary inves-tigation.A new experimental configuration for rapid sintering of CeO2 pellets was provided,in which the green body can be rapidly preheated and pressure-assisted by the induction heating electrodes.An insulated quartz tube was used as the die for the flash sintered samples,allowing the current to flow through the sample and providing a stable condition for applying an external pressure of approximately 5.3-7.0 MPa during flash sintering process.Using an initial electric field of 141 V cm-1 and holding for 1-7 min at the maximum current density of～ 98 mA mm-2,CeO2 ceramics with a grain size of 114-282 nm and a relative density of 75.4-99.7％ were prepared.The densification and microstructure evolution behaviors during flash sintering in this new experimental configuration have been discussed in detail.This new experimental configuration may provide a promising approach for preparing UO2 ceramics and their HBS.     

EFFECTS OF Y2O3 AND CeO2 ON PROCESSING AND CHARACTERISTICS OF TUNGSTEN ELECTRODES

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｔｕｎｇｓｔｅｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｏｎｅｋｉｎｄｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌｏｘｉｄｅａｓＬａ２Ｏ３,ＣｅＯ２ａｎｄＹ２Ｏ３,ｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｖｅｌ...