Al-ZnO反应球磨制备Zn/Al2O3复合粉末研究

采用X射线衍射仪、电子扫描和DTA差热分析等手段,研究了在Ar气氛保护下Al-ZnO粉在高能球磨过程中发生的机械合金化反应.分析了不同球磨时间对粉体颗粒大小、成分、形貌、热稳定性及Al2O3粒子反应生成的影响.结果表明高能球磨可以有效实现Al-ZnO固相置换反应.经过30h球磨后,Al-ZnO能完全发生机械合金化反应,60h后可获得Zn-Al2O3复合粉末.置换生成Zn的熔点降低到398℃.     

球磨工艺对Al2O3/Mo复合材料组织的影响

针对原位自生Al2O3增强钼基复合材料晶粒较大的问题,采用溶胶-凝胶与高能球磨相结合的方法细化复合材料晶粒,并利用SEM、XRD对不同球磨工艺所制备Al2O3/Mo复合粉末及复合材料的组织进行了观察和分析。结果表明:随着球磨时间的延长,Al2O3/Mo复合粉末颗粒由球状变为层片状再成为细小的球状,颗粒大小由约1.5μm细化为约500nm,其中的钼晶粒不断细化;高球料比所得粉末的分散性和破碎细化程度较好;转速提高使得粉末颗粒的尺寸均匀程度降低,且伴有结块现象,不利于粉末的细化。在球料比5∶1、转速300r/min、球磨时间60h条件下获得的复合粉末,经压坯烧结可制备出Al2O3颗粒为纳米级的钼基复合材料。     

机械活化-放电等离子烧结FeAl/Al2O3复合材料

利用机械活化-放电等离子烧结的方法,将Fe-Al-Al2O3粉末经机械活化后快速烧结,得到致密且晶粒细小的FeAl/Al2O3,块体复合材料.研究表明,在球粉质量比13:1、转速170r/min、球磨时间25h的球磨条件下,Fe-40%(原子数分数)Al-10%(质量分数)Al2O3粉体中的纳米级Al2O3颗粒,在细化和活化Fe、Al金属粉末的同时,还能有效地阻止金属粉末在烧结前合金化生成金属间化合物.在烧结压力40MPa、烧结温度1 050℃、加热时间15min、保温时间10min的工艺条件下,制备的FeAl/Al2O3复合材料的相对密度达96.4%.     

机械活化-放电等离子烧结制备Y3Al5O12陶瓷

以高纯Y2O3和Al2O3粉体为原料,通过机械活化和放电等离子烧结制备Y3Al5O12(YAG)陶瓷.研究结果表明:机械活化Y2O3和Al2O3粉体,不但细化了Al2O3颗粒,而且使Y2O3发生了晶态转变,由立方晶转变为斜方晶,并最终非晶化;机械活化过程最终还合成了过渡产物YAlO3(YAP),但球磨5h后,继续延长球磨时间,会引入大量ZrO2杂质;球磨处理的Y2O3和Al2O3粉体具有很高的活性,能促进在较低温度下通过放电等离子烧结合成YAG.对球磨5h的粉体在不同温度进行放电等离子烧结的研究表明,在1000℃可获得纯YAG陶瓷,在1 400℃可得到相对密度为99.4%、晶粒大小为1～2μm的YAG陶瓷.     

机械合金化3Y_2O_3-5Al_2O_3粉末的研究

研究了转速,球磨时间等球磨工艺对3Y2O3-5Al2O3机械合金化过程的影响。结果表明:在较低的转速下(250r/min),提供的球磨能量很低,只会细化粉体颗粒;提高转速(400r/min),会促使Y2O3发生晶型转变,由稳定的立方晶转变成非稳态的单斜晶;继续提高转速(500r/min),还会使混合粉体发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。在转速为500r/min,球料比为20∶1的球磨条件下,3Y2O3-5Al2O3粉体发生固相反应的过程可分为两个阶段:第一阶段,Al2O3颗粒晶格畸变,快速细化;同时,高能球磨促使Y2O3发生了晶型转变。第二阶段,Y2O3晶型转变基本完成,并呈无定形化,Y2O3和Al2O3发生合成反应,生成YAlO3(YAP)。但在球磨条件下,难以合成Y3Al5O12(YAG)、Y4Al2O9(YAM)。     

球磨时间对6%Al_2O_3弥散强化Cu组织和性能的影响

采用高能球磨法将Cu粉和Al2O3粉混合;通过调节球磨时间,保证Al2O3粉细小而弥散分布在Cu的基体中。通过扫描电镜研究了球磨时间对Al2O3颗粒形貌与分布的影响,XRD研究了球磨时间对Cu晶粒细化和晶格畸变的影响,金相显微镜研究了球磨时间对金相组织的影响,研究了球磨时间对力学性能和导电率的影响,并计算了相对密度。结果表明:当球磨转速为270r/min、球磨15h时,Al2O3颗粒细小,分布较为均匀,且其抗压强度最高为565MPa,导电率34%IACS;随球磨时间增加,XRD表明Cu晶粒细化和晶格畸变增加,金相组织显示晶粒从片层状逐渐变为球状。     

高能球磨时间对Fe-Al粉末合金化组织转变的影响

在真空条件下利用球磨技术获得Fe-Al合金粉末.利用超景深显微镜和SEM研究了高能球磨过程中粉末微观组织与形貌的演变规律;利用XRD分析了球磨时间对合金化程度的影响.结果表明:随着球磨时间的延长,Fe、Al混合粉末在变形和冷焊作用下颗粒粗化、密实,发生合金化;加工硬化导致了颗粒脆性化,在磨球的撞击下发生颗粒细化;庚烷作为过程控制剂可以减缓颗粒粗化,缩短球磨时间;经过30 h的球磨可获得3μm的Fe-Al合金粉末.     

Ni/M_xO_y/CeO_2-ZrO_2(M=Cu,Ba,Al)复合催化剂的制备及其甲烷部分氧化性能

首先采用柠檬酸络法制备了系列Mx Oy/CeO2-ZrO2(M=Cu,Ba和Al)固溶体载体,然后浸渍活性组分Ni,制得系列Ni/Mx Oy/CeO2-ZrO2复合催化剂。考察了掺杂助剂元素(Cu,Ba和Al)对CeO2-ZrO2固溶体结构和负载Ni催化剂的甲烷部分氧化生成合成气催化性能的影响。采用氮气物理吸附,X射线粉末衍射(XRD),氢-程序升温还原(H2-TPR),扫描电子显微镜(SEM),氨-程序升温脱附(NH3-TPD)和热重(TG)等技术对反应前后催化剂的理化性质进行表征。甲烷部分催化氧化表明,催化剂的活性顺序为Ni/Al2O3/CeO2-ZrO2Ni/BaO/CeO2-ZrO2Ni/CeO2-ZrO2Ni/CuO/CeO2-ZrO2。催化剂表征结果表明,掺杂助剂元素后复合载体的主要结构仍然为CeO2-ZrO2固溶体;掺杂的助剂Ba和Al能和CeO2-ZrO2固溶体产生较强的相互作用,生成Mx Oy/CeO2-ZrO2三元复合固溶体载体,并使复合载体的比表面积增大,其中掺杂Al的效果最为明显,能使CeO2-ZrO2固溶体载体颗粒细化,表面结构更丰富,从而有利于活性组分Ni的分散;虽然掺杂Al使载体的表面酸性略有增强,但是Ni/Al2O3/CeO2-ZrO2复合催化剂仍表现了最高的活性和良好的稳定性。掺杂助剂Cu后,Cu与活性组分Ni之间的"氢溢流"效应增强了催化剂中Ni的还原性,生成的Cu0与Ni0之间产生的相互作用导致CuNi合金的生成,减少了Ni0活性中心的数目,导致该催化剂对甲烷部分氧化的活性下降。     

机械合金化Ti/Al合金的制备

采用多维摆动式球磨机机械合金化Ti/Al二元粉末,研究了机械合金化过程中粉末结构的变化。Ti/Al混合粉末经高能球磨后,颗粒尺寸下降,Ti、Al晶粒各自逐渐细化至纳米级尺寸,且部分形成非晶,球磨15h后发现了TiAl和Ti3Al金属间化合物。将机械合金化后的粉末进行放电等离子烧结,烧结试样的组成相主要为TiAl和Ti3Al。     

高能球磨法制备超细Al2O3粉末

采用高能球磨法制备超细Al2O3粉末,研究了球磨时间、球磨转速及工艺控制剂等工艺参数对Al2O3粉末粒度和形貌的影响。结果表明:在一定范围内,延长球磨时间,提高球磨转速均能有效地减小颗粒尺寸;在球磨过程中加入工艺控制剂,能有效地防止粉末粘附在磨球和磨罐上,并改善粉末颗粒的均匀性。在本文试验条件下,加入工艺控制剂乙醇,球磨转速为400r/min,球磨时间为30h等条件下,获得Al2O3粉末的D50为0.82μm,Al2O3粉末粒径分布在0.12～6.37μm范围内。     

Catalytic Partial Oxidation of Methane over Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3

Nickel catalysts supported on CeO2-ZrO2-CeO2,ZrO2-Al2O3 and Al2O3 were prepared and characterized by means of X-ray diffraction（XRD）,BET areas,H2 temperature-programmed reduction（H2-TPR）,and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）.Through the test of catalytic partial oxidation of methane（CPOM）,Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3 displayed the highest activity,which resulted from its largest BET area and best NiO dispersion.Furthermore,Ni/CeO2-ZrO2-Al2O3 maintained a long-time stability in CPOM,which was attributed to its best coking resistance among all the prepared catalysts.     

Temperature Programmed Reduction Studies on CeO2-Containing Catalysts

Temperature programmed reduction (TPR) study was carried out for CeO2/A12O3 and CeO2/ZrO2 catalysts to evaluate oxygen storage property induced by a facile redox cycling of Ce ion. The CeO2/ZrO2 catalyst possesses excellent oxygen storage activity at 373 K after reduction above 1173 K although the oxygen storage of CeO2/Al2O3 catalyst after reduction above 1173 K is poor because of the formation of CeAlO3. Consequently, the oxygen storage on the CeO2/ZrO2 catalyst smoothly occurs from low temperatures when the catalyst is reduced even at high temperatures.     

Mechanical Behaviors of ZrO2-Al2O3 Ceramic Composites with Y2O3 as Stabilizer

Forlongthebrittlenessofceramicmaterialshasstoodinthewayofindustrialapplicationanddevelop ment.However ,inrecentyears ,suchprogressasthephasetransformationtougheningofzirconia ,thedis persionofparticletougheningandthefiberorwhiskertougheninghavewellimprove…     

球磨参数对机械合金化制备Al_2O_3/Mo_5Si_3复合粉体特性的影响

以MoO3粉、Mo粉、Si粉及Al粉为原料,采用机械化学还原法制备了Al2O3/Mo5Si3复合粉体。利用XRD、SEM等对复合粉体在球磨过程中的物相转变和形貌进行表征,并对球磨参数对机械合金化过程的影响进行探讨。结果表明,原料粉体球磨10 h后转变为Al2O3/Mo5Si3复合粉体,反应较完全。随球磨时间延长,复合粉体细小均化,粉体粒度较小,球磨20h后粉体粒度在3~5μm之间,随球磨转速的提高,球磨时间延长,球磨提供能量提高,反应开始时间变短。     

Physicochemical Processes of Fabricating Ceramic Materials Based on Nanopowders of Zirconium,Yttrium, Cerium,and Aluminum Oxides

When studying nanoceramics, it is necessary to constantly keep in mind the closest interrelation of their fabrication method, structure, and properties. Nanoceramic materials are used in various branches of technology as structural and functional materials. Nanoceramics are also widely used in medicine. They are harmless, stable, and have great affinity to living organisms. ZrO2-based nanoceramics have a lower elastic modulus than other oxide materials. The specificity of their application lies in their high rupture strength, thermal shock resistance, and chemical stability at high temperatures. However, it is necessary to solve the problem of increasing the fracture toughness of ZrO2-based ceramic materials. The complex alloying of ZrO2 with yttrium and cerium oxides and the use of the Al2O3 additive leads to an increase in the fracture toughness and lowering of the negative effect of materials in the biological medium. In this work, the physicochemical properties of ceramic powders and materials of the ZrO2–2Y2O3–4CeO2–Al2O3 system synthesized by the chemical deposition of inorganic precursors when applying the sol-gel technology are considered based on scientific data and experimental studies. Alloying pure zirconium oxide by stabilizing Y2O3 and CeO2 oxides and thermal hardening of Al2O3 ensure the conservation of the tetragonal structure at room temperature, which makes it possible to retard and control the crack resistance of the material under the load. Investigations into the influence of the sintering temperature and aluminum oxide content on the microstructure and grain size, as well as physicomechanical properties of ceramic materials of compositions ZrO2–2Y2O3–4CeO2 + 1 wt % Al2O3 and ZrO2–2Y2O3–4CeO2 + 3 wt % Al2O3, are carried out.     

CeO_2对Mo/Al_2O_3复合材料微观结构的影响

采用无压烧结法制备含CeO2的Mo/Al2O3材料,用MM-200型环-块式摩擦磨损试验机测试该材料在滑动干摩擦条件下的磨损行为,通过X射线衍射(XRD)和电子探针对其微观结构和磨损后的形貌进行研究和分析。结果表明,添加CeO2的烧结样品中出现CeAl11O18相,且随CeO2含量(体积分数)增加,CeAl11O18逐渐增多,Al2O3相应减少。当CeO2的体积分数为6%时Al2O3全部由CeAl11O18取代;CeO2的添加使Al2O3和CeAl11O18相边界处均呈现圆钝形貌,并且存在Mo、Al、O的相互扩散区域。磨损形貌表明,1 730℃烧结的样品中出现摩擦转移层,当CeO2含量达到4%时,该摩擦转移层大量出现,从而改善材料的耐磨性。     

添加钕对Mg2Ni储氢合金的结构和电极性能的影响

利用两步法制备了一系列添加Nd的三元Mg2-xNdxNi合金。XRD分析证实，当x=0．05，0．1时，制得的三元Mg2-xNdxNi合金均为Mg2Ni单相合金；三元Mg18Nd0．2Ni(x=0．2，0．3)合金为三相合金，三相分别为Mg2Ni，NdNi，NdMgNi4。模拟电池测试结果表明，同Mg2Ni合金相比，球磨10h的三元Mg1．8Nd0．2Ni合金和Mg17Nd03Ni合金电极的放电容量提高明显，且Mg17Nd03Ni合金电极的循环性能有明显改善。这极有可能与合金中NdMgNi4相的存在以及球磨形成的微结构有关。     

ZrO_2－50mol％CaO陶瓷粉末的机械合金化

研究了ＺｒＯ_２－５０ｍｏｌ％ＣａＯ陶瓷粉末的机械合金化过程，发现高能球磨可以极大地提高ＺｒＯ_２和ＣａＯ的反应速率。在本实验条件下，经１２０ｈ球磨，生成ＣａＺｒＯ_３化合物。探讨了脆性陶瓷材料发生机械合金化的原因，提出了复合粒子合金化的机制。