纳米η-Al2O3双组元法合成Na-β″-Al2O3固体电解质

以纳米η-Al2 O3为原料,氧化镁(MgO)为稳定剂,采用双组元法制备Na-β″-Al2 O3固体电解质.通过Archimedes法,SEM和三点抗弯法研究试样的致密性、显微结构和力学性能;采用XRD和交流阻抗谱仪研究试样的β″-Al2 O3相含量和离子电导率.结果表明:双组元法有利于提高试样的结构均匀性;纳米η-Al2 O3比高纯α-Al2 O3更易于合成Na-β″-Al2 O3固体电解质;适量MgO的加入有利于提高试样中β″-Al2 O3相的含量和试样的致密性,减小试样的晶界电阻,提高试样的离子电导率;过多的Mg O掺杂量导致晶内气孔尺寸的长大,反而增大了试样的晶粒电阻,导致试样的离子电导率降低.当MgO的加入量为2％(质量分数)时,试样在300℃时的离子电导率最大,为0.0396 S·cm-1.     

反应烧结法制备Na-β”-Al_2O_3

研究了Na-β"-Al2O3陶瓷管制备的反应烧结法，即在900℃分解初始组成，而后快速反应烧结和分阶段退火转相的工艺．制备的Na-β"-Al2O3管具有良好的性能，双重显微结构也在一定程度上得到控制．     

Al_2O_3的粉末特征对β"-Al_2O_3烧结性能的影响

研究了Al2O3原料在不同热处理条件下的相组成和颗粒形貌以及Al2O3粉末特征对Na-β”－Al2O3烧结性能的影响．实验表明，只有α-Al2O3才能烧结成致密的β"－Al2O3陶瓷．     

水基流延工艺制备β"-Al2O3固体电解质薄膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了β″-Al2O3前驱体粉体,将该前驱体在850℃焙烧1h的产物作为水基流延浆料的陶瓷粉体,以去离子水为溶剂,加入适量的S464表面活性剂、WB4101粘结剂和PL005增塑剂,采用水基流延工艺成功制备了表面光滑、颗粒分布均匀的β″-Al2O3固体电解质前驱体薄膜.研究结果表明:β″-Al2O3前驱体水基流延薄膜经等静压成型并在1500℃高温烧结后,便可获得薄膜型β″-Al2O3固体电解质(JCPDS卡片号:19-1173).     

TiO2／（O′＋β′）-Sialon复相陶瓷的制备与表征

以纳米TiO2粉和（O′＋β′）-SiMon粉为原料、Yb2O3或Tb2O3为添加剂，在高纯N2气氛下采用常压烧结制备出了TiO2／（O′＋β′）-Sialon复相陶瓷。采用XRD对材料进行物相、晶粒度分析，采用SEM＆EPMA对材料进行形貌观察和元素面分布分析。结果表明，随烧结温度的升高和恒温时间的延长，TiO2逐渐由锐钛矿相向金红石相转化，同时晶粒也逐渐长大。Tb2O3和Yb2O3分别对锐钛矿相变有显著的抑制和促进作用，通过控制烧结制度、添加剂种类及含量可得到不同TiO2相组成的TiO2／（O′＋β′）-Sialon。Tb2O3和Yb2O3均对TiO2晶粒生长有抑制作用，在不高于800℃的温度下烧结可得到纳米TiO2／（O′＋β′）-Sialon复相陶瓷。     

TiO2/(O''+β'')-Sialon复相陶瓷的制备与表征

以纳米TiO2粉和(O'+β')-Sialon粉为原料、Yb2O3或Tb2O3为添加剂,在高纯N2气氛下采用常压烧结制备出了TiO2/(O'+β')-Sialon复相陶瓷.采用XRD对材料进行物相、晶粒度分析,采用SEM&EPMA对材料进行形貌观察和元素面分布分析.结果表明,随烧结温度的升高和恒温时间的延长,TiO2逐渐由锐钛矿相向金红石相转化,同时晶粒也逐渐长大.Tb2O3和Yb2O3分别对锐钛矿相变有显著的抑制和促进作用,通过控制烧结制度、添加剂种类及含量可得到不同TiO2相组成的TiO2/(O'+β')-Sialon.Tb2O3和Yb2O3均对TiO2晶粒生长有抑制作用,在不高于800℃的温度下烧结可得到纳米TiO2/(O'+β')-Sialon复相陶瓷.     

上海硅酸盐研究所β″-Al2O3陶瓷的研究简介

简介了上海硅酸盐研究所多年来对F″-Al2O3陶瓷的研究结果。内容包括制备工艺和性能研究两部分。前者涉及原料和稳定剂选择,化学成分和显微结构控制以及烧结工艺等。后者包括β″-Al2O3陶瓷的吸水性和表面性质以及稀土离子交换的研究。     

溶胶-凝胶法引入ZnO-2B2O3-7SiO2玻璃对BaO-Sm2O3-4TiO2陶瓷性能的影响

采用固相反应法合成BaO-Sm2O3-4TiO2 (BST)陶瓷粉体.系统研究了溶胶-凝胶法引入ZnO-2B2O3-7SiO2 (ZBS)玻璃对BST陶瓷烧结特性、物相组成、微观形貌及介电性能的影响.结果表明,添加ZBS玻璃的陶瓷试样主晶相仍为类钙铁矿钨青铜结构的BaSm2Ti4O12,次晶相为Sm2Ti2O7.通过溶胶-凝胶法添加6％(质量分数)的ZBS玻璃,可使BST陶瓷的烧结温度从1350℃降低到1050℃,在1050℃烧结3h所得BST陶瓷介电性能优良:εr=60.17,tanδ=0.004,τf=-7.9×10 6/℃.     

Relationship between CO2 Sensor Voltage Response and Phase Equilibrium of Solid Electrolyte Na, K-β/β''''-Al2O3

A type of CO2 sensor based on oxygen concentration cell was designed as following: Cell I: Pt | Au, O2,CO2 | Na2COa(Au)|NKBA(Au)|YSZ|O2, CO2|Pt or Cell II: Pt|Au, O2, CO2|K2CO3(Au)|NKBA(Au)|YSZ|O2, CO2|Pt.(Na,K-β/β″-Al2O3 is named by NKBA). The sensor signal is consistent with the Nemstian slope within the region of phase equilibrium for Na, K-β/β″-Al2O3 material. The relationship between CO2 sensor voltage response and phase equilibrium of solid electrolyte Na, K-β/β″-Al2O3 is discussed in this paper.     

复相烧结助剂中MnO2对α-Al2O3陶瓷支撑体性能的影响

采用挤压成型法和固态粒子烧结法制备α-Al2O3陶瓷支撑体,主要研究复相烧结助剂MgO-MnO2-TiO2中MnO2添加量(质量分数)对陶瓷支撑体性能的影响。通过压汞法、内外加压法、三点弯曲法、质量损失法、扫描电镜和X射线衍射等方法对α-Al2O3陶瓷支撑体的孔隙率、纯水通量、抗折强度、酸碱腐蚀、微观结构及晶体类型和晶相成分进行分析表征。研究结果表明:MnO2能够和Al2O3形成固溶体Mn2AlO4,使晶格畸化,增加晶体的结构缺陷,从而降低烧结温度,促进α-Al2O3陶瓷支撑体的烧结。当MnO2添加量少于0. 5%时,烧结不完全;MnO2添加量大于2%时,晶粒出现异常生长;MnO2的添加量为1. 5%时,制备的α-Al2O3陶瓷支撑体样品性能最佳,孔隙率为38. 25%,抗折强度为80. 3 MPa,纯水通量达6579. 52 L/(m2·h·MPa),酸/碱腐蚀重量损失率为1. 22%/0. 90%。     

溶胶-凝胶法制备TiO_2-Al_2O_3复合光催化剂及其表征

以钛酸四正丁酯为钛源,异丙醇铝为铝源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2-Al2O3复合光催化剂,考察其对甲基橙的吸附性能和在紫外光照射下的光催化活性。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附-脱附等对催化剂的晶相结构、化学组成及BET比表面积和孔径分布等进行了表征。结果表明TiO2-Al2O3复合光催化剂由TiO2和Al2O3组成,其中TiO2为单一的锐钛矿晶相,Al2O3为非晶态,Al2O3的存在可抑制TiO2晶粒的生长。在n(Ti)/n(Al)=12,500℃煅烧3h制得的TiO2-Al2O3复合光催化剂比表面积达99.21m2/g,平均孔径为22.39nm,累计孔容积为0.4493cm3/g。在500℃煅烧制得的复合光催化剂具有最佳的光催化活性和吸附性能。与纯TiO2相比,相同条件下TiO2-Al2O3复合光催化剂的光催化活性和吸附性能都有较大提高。     

等离子喷涂Al2O3+13%TiO2陶瓷涂层的组织结构及其耐磨性

本文用X射线衍射、扫描电镜等研究了等离子喷涂Al2O3+13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相结构、相组成及其组织特征.陶瓷涂层孔隙率低,致密程度较高,以亚稳相γ-Al2O3为主要相,同时存在α-Al2O3和金红石TiO2.富Al2O3区与富TiO2区呈明显相互交迭的层状结构,且存在相互成分扩散.另外,涂层设计对硬度有一定影响,TiO2的引入提高了涂层的耐磨性.     

V_2O_5与Al_2O_3复合改性CaSiO_3陶瓷的烧结性能与微波介电性能

为降低CaSiO3陶瓷的烧结温度,通过在CaSiO3粉体中添加1wt%的Al2O3以及不同量的V2O5,探讨了V2O5添加量对CaSiO3陶瓷烧结性能、微观结构及微波介电性能的影响规律。结果表明:适量地添加V2O5除了能将V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷的烧结温度从1 250℃降低至1 000℃外,还能抑制CaSiO3陶瓷晶粒异常长大并细化陶瓷晶粒。在烧结过程中,V2O5将熔化并以液相润湿作用促进CaSiO3陶瓷的致密化进程;同时,部分V2O5还会挥发,未挥发完全的V2O5将与基体材料反应生成第二相,第二相的出现将大幅降低陶瓷的品质因数。综合考虑陶瓷的烧结性能与微波介电性能,当V2O5添加量为6wt%时,V2O5-Al2O3/CaSiO3陶瓷在1 075℃下烧结2h后具有良好的综合性能,其介电常数为7.38,品质因数为21 218GHz。     

多晶 Na-β″-Al_2O_3的 Ag~+交换及性能研究

研究了多晶 Na-β″-Al_2O_3的 Ag 离子交换动力学,采用一维双面扩散模型处理,求得离子交换过程中 Na~+、Ag~+的互扩散系数.样品的形貌和结构采用 EPMA、SEM、XRD 等分析技术进行观察和分析.测试了 Na-β″-Al_2O_3和 Ag-β″-Al_2O_3及部分 Ag~+交换的 Na/Ag-β″-Al_2O_3样品的电导率,并进行了理论分析.     

TiO_2/(O′+β′)-Sialon复相陶瓷的化学相容性及光催化性能研究

TiO2/(O′+β′)-Sialon是一全新的复相陶瓷体系。在对其化学相容性进行研究的基础上,以自制(O′+β′)-Sialon粉和纳米锐钛矿型TiO2粉为原料成功制备出了该复相陶瓷,并以其对亚甲基蓝溶液的降解为模型反应对其光催化性能进行了研究。热力学计算表明,标态下,β-′Sialon在任何温度、O-′Sialon在690K以上均可与TiO2发生反应。实验结果表明,O′-Sialon和β-′Sialon与TiO2发生反应的温度在1000℃以上,锐钛矿从920℃开始发生向金红石的相变,通过在不高于1000℃温度下改变烧结制度得到了亚稳态的不同TiO2相组成的TiO2/(O′+β′)-Sialon复相陶瓷。该复相陶瓷具有光催化活性,且光催化效率随材料中TiO2含量的增加而增大。800和900℃烧结的材料具有较高的光催化活性,随烧结温度的升高和恒温时间的延长材料的光催化活性逐渐下降。     

SPS合成Al2O3-Al2TiO5复相陶瓷的组织性能及磨损行为

以两种Al2O3-TiO2复合粉体为原料经SPS烧结制备出Al2O3-Al2TiO5复相陶瓷.采用纳米结构复合粉体烧结而成的复相陶瓷有着较优的力学性能,特别是具有较高的断裂韧性和硬度,与其较小的晶粒尺寸相对应.干滑动摩擦磨损试验在4N和6N法向载荷下进行,结果表明,采用微米结构复合粉体烧结而成的复相陶瓷磨损表面较光滑,体积磨损量较小.在磨损试验中,纳米结构复合粉体烧结而成的复相陶瓷的破坏方式为沿晶断裂,有明显的晶粒拔出现象;微米结构复合粉体烧结而成的复相陶瓷呈不连续的微观断裂并产生塑性变形;同时,两种材料在摩擦磨损过程中都发生接触面的氧化和物质转移.     

Al2TiO5-ZrO2复相材料的制备与性能

以α-Al2O3,TiO2,ZrO2为主要原料,以MgO,SiO2,Fe2O3为稳定剂,经1500℃×2h烧结可制得低热膨胀系数的Al2TiO5-ZrO2复相材料.实验发现:随试样中ZrO2含量的提高或随ZrO2稳定程度的提高,Al2TiO5-ZrO2材料的RT～1000℃热膨胀系数逐步降低,这与材料复合体热膨胀系数的常规相悖.ATZ-5试样的抗弯强度为39.15MPa,吸水率为3.28%,热膨胀系数为4.46×10-6 /℃,其抗热震性能优良,可承受的热震温差是P-ZrO2试样的1.62倍.     

α-Al2O3籽晶对Al2O3晶型转变及形貌的影响

在湿化学法合成的纳米Al2O3前驱体NH4Al(0H)2CO3中添加α-Al2O3籽晶(150nm左右)，研究了α-Al2O3籽晶对Al2O3晶型转变及形貌的影响．结果表明，少量Q—A1203籽晶的添加能降低形核温度，有效的提高相转变速率，在较低的温度下完成θ→α-Al2O3的相转变，同时对聚合生长也产生一定的影响．     

燃烧助剂Ag_2O对多孔氧化铝陶瓷膜支撑体性能的影响

主要研究了燃烧助剂Ag2O及其添加量对α-Al2O3陶瓷管支撑体性能的影响,通过SEM、XRD、三点弯曲法、质量损失法、液体静力称重法、自制纯水通量测定装置等对α-Al2O3陶瓷管支撑体样品的微观形貌、物相组成、机械强度、抗酸碱性、孔隙率、纯水通量等性能进行分析表征。研究结果表明:燃烧助剂Ag2O的添加促进了支撑体的烧结和致密性,并且当Ag2O加入量为1.0%时,支撑体的机械强度为75.47MPa,孔隙率31.97%,纯水通量达到6880.72L/m2·h·MPa,酸/碱腐蚀重量损失率为1.06/1.14%。     

CaTiO3 对(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用常规固相法制备了ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷,研究了CaTiO3对其相成分、微观组织结构和微波介电性能的影响规律. 结果表明,CaTiO3能有效地改善(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)材料的烧结性能,使其致密化温度降低150℃. ZnAl2O4-Mg2TiO4-CaTiO3陶瓷体系中包括ZnAl2O4基尖晶石相、CaTiO3、MgTi2O5和Zn2Ti3O8相,当烧结温度高于1400℃时,Zn2Ti3O8相消失. 随着CaTiO3含量的增加,体系中CaTiO3相含量增加而MgTi2O5相含量减少,且CaTiO3具有显著地调节谐振频率温度系数的作用. 当在(1-x)ZnAl2O4-xMg2TiO4(x=0.21)体系中掺入6mol%的CaTiO3添加剂时,经1400℃烧结后能获得温度稳定性好的微波介质陶瓷材料,其微波介电性能为:εr=11.8,Q*f=88080GHz,τf=-7.8×10-6/℃.