温度对纳米氧化锆粉体结构的影响

以ZrOCl2.8H2O为原料,加入3%的Y2O3为稳定剂,采用湿化学法制备出稳定的纳米ZrO2粉体,分别在200℃、400℃、600℃、800℃和900℃下煅烧,研究煅烧温度对纳米ZrO2粉体的物相组成、粒径大小、比表面积及粉体分布特征的影响,并讨论了分散时间对纳米粉体团聚现象的影响.研究结果表明:当温度从200℃升至900℃,粉体经历了由无定形向四方相、单斜相晶体的转变,对应相变温度分别是400℃、800℃;随着煅烧温度的不断升高,ZrO2粉体的粒径不断增大,比表面积不断减小;分散时间的延长可以减少纳米ZrO2粉体中颗粒之间的软团聚,改善颗粒分布的均匀性.     

组成对AlN/MAS微晶玻璃材料热导率的影响

以MgO-Al2O3-SiO2系基础玻璃和AlN为原料制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料,可提高MAS微晶玻璃的导热性能。通过调整AlN/MAS微晶玻璃复合材料的组成,在1 000℃的烧结温度下制备AlN/MAS微晶玻璃复合材料。利用XRD、SEM、激光热常数测试仪等测试手段对不同组成的AlN/MAS微晶玻璃复合材料的结构和热导率进行了测试分析与研究。结果表明:AlN/MAS微晶玻璃复合材料在烧结过程中MAS微晶玻璃析出的主晶相为α-堇青石。该复合材料的热导率随着AlN含量的增加呈现出先增大后减小的特点。当AlN含量为20%时,复合材料的热导率最高;当AlN含量超过20%时,复合材料的热导率降低。     

连续纤维增强超高分子质量聚乙烯路面板材料的制备及测试表征

为提高路面板材料的力学性能,以超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)为基体树脂、连续玻璃纤维织物为增强体,通过设计挤出模头,釆用熔融浸渍工艺和层压工艺,制备连续玻璃纤维增强UHMWPE复合材料层压板.研究玻璃纤维体积分数(30%、40%、50%和55%)对UHMWPE复合材料拉伸、层间剪切、冲击等性能的影响规律,测试分析不同纤维体积含量条件下的UHMWPE复合材料热性能的变化规律.测试结果表明:当玻璃纤维体积分数分别为50%、40%时,UHMWPE复合材料拉伸强度和层间剪切强度分别达到最大值,分别为675.9 MPa和23.13 MPa,证明增加玻璃纤维的体积含量可有效提高UHMWPE复合材料冲击强度.当温度分别低于70℃和91℃时,UHMWPE复合材料的储能模量与损耗模量随着纤维体积含量的增加而增加.提高UHMWPE复合材料的纤维体积含量,可在一定程度上提高其玻璃化温度.     

再烧结Al2TiO5-ZrO2复合材料的性能研究

在钛酸铝粉体中分别引入2%,5%、8%的纳米ZrO2粉体,经1350℃,1400℃,1450℃,1500℃烧结获得Al2TiO5-ZrO2复相材料,对获得的Al2TiO5-ZrO2复合材料破碎再烧结进行性能研究,结果表明：再烧结Al2TiO5-ZrO2复相材料钛酸铝晶粒发育更加完全,经1500℃再烧结的试样抗热震性能明显提高.     

Ti_3SiC_2增强铝基复合材料的摩擦磨损特性研究

通过机械合金化制备出了Ti3SiC2粉体,真空热处理对机械合金化粉体进行了提纯,采用脉冲放电等离子烧结(SPS)技术制备出了Ti3SiC2/Al复合材料,并对该复合材料进行了组织观察和摩擦磨损特性的表征。研究结果表明,采用机械合金化技术可以将Ti,Si和C单质粉体合成Ti3SiC2,机械合金化合成Ti3SiC2粉体中含有的TiC杂质相可通过真空热处理去除,当热处理温度为1 000℃时,可将Ti3SiC2的纯度提高至99.1%。在550℃时,采用SPS技术烧结的Ti3SiC2/Al复合材料组织均匀摩擦磨损特性优良,其中含5 vol%Ti3SiC2的复合材料摩擦系数较低且耐磨性较好。     

无定形热法反应温度及时间对板状α-Al2O3微观形貌的影响

将Na2O-CaO-SiO2玻璃作为介质,运用引入高活性金属Al来制备板状α-Al2O3粉体.运用X射线衍射对物相进行鉴定,使用场发射扫描电子显微镜观测其板状形貌.结果表明,800℃、1 000℃、1 200℃温度下保温2h所制得样品的晶粒尺寸在20～60nm之间,且随着加热温度升高,晶体粒径呈增大趋势;1 000℃下改变保温时间所制得样品的晶粒尺寸在45～100nm之间,少数达到了100nm以上,随着保温时间的延长,晶体粒径尺寸先增大,后减小,再增大.     

TiB_2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现：高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量（质量分数）为4%时、在1 400℃×60 min＋2000℃×30 min的烧结工艺下能够制备出致密的TiB2/SiC陶瓷复合材料.微米级TiO2粉比纳米级TiO2粉更有利于形成较致密的烧结复合材料.随着生成TiB2体积分数的增加（5%～20%）,复合材料中TiB2颗粒逐渐粗化,间距逐渐变小.对复合材料的烧结机理还进行了分析.     

硼掺杂对Ba_2TiSi_2O_8玻璃陶瓷结构与介电性能的影响

采用溶胶凝胶法合成了掺杂硼的Ba2TiSi2O8(BTS-B)粉体,并将粉体压成样品在同一马弗炉分别在900、950、1 000、1 050、1 100和1 150℃下烧结成瓷。并且对陶瓷的真密度和径向收缩率进行测试以确定最佳烧结温度。实验结果表明,掺硼的BTS陶瓷的最佳烧结温度为1 050℃;硼的引入并没有影响BTS陶瓷的主晶相;硼的存在降低陶瓷的烧结温度;陶瓷的介电常数和介质损耗随着硼含量的增加呈现先增大后减小的趋势,BTS-B1.5的介电常数最大(18左右)。     

不同配方下沉淀法制备羟基磷灰石的纯度

分别以Ca(NO3)2和NH4 H2 PO4及Ca(N()3)2·4H2O和H3PO4为起始原料,利用沉淀法制备了羟基磷灰石(HAP).结果表明,溶液pH值和煅烧温度对HAP纯度的影响规律是一致的.当pH值提高时,有助于获得较高纯度的HAP;随着煅烧温度的提高,HAP粉体纯度较好,但当煅烧温度超过1 000℃时,会造成HAP的分解.     

图像分析技术分析晶粒对Ti_3AlC_2/TiB_2材料性能的影响

采用DS-5M图像分析仪分析了不同TiB2含量的Ti3AlC2/TiB2复合材料微观晶粒大小和分布情况,分析结果表明,TiB2体积含量为10%的烧结样品晶粒发育较完善,分布也较均匀,随着TiB2含量的增加,层状晶粒的生长受到进一步的抑制,晶粒尺寸明显变小。采用阿基米德常数法测定烧结试样的密度,发现TiB2体积含量为10%的烧结样品相对密度最大,达到99.07%,TiB2体积比含量超过10%,相对密度逐渐减小;SPS烧结过程中TiB2体积含量少于10%时,样品呈现一个很窄的快速致密化阶段,随着TiB2含量的增加,原料发生反应所需温度升高和反应过程所需时间增加,降低了材料的致密化程度。可见图像分析复合材料微观晶粒的情况能很好地呼应材料宏观性能测试结果,提供了一种有效的测试分析手段。     

纳米晶钇稳定氧化锆的制备及表征

以草酸盐为沉淀剂,通过化学共沉淀-高温煅烧法制备了系列钇稳定氧化锆,采用XRD分析技术对样品进行表征。结果表明,不进行钇掺杂时,ZrO2在煅烧温度较低时,晶型以t-ZrO2为主,煅烧温度提高,t-ZrO2向m-ZrO2转变,900℃时晶型已完全转变为m-ZrO2。掺杂钇后低温煅烧产物晶型为四方相,当掺杂钇的含量低于6%(摩尔分数)时,随着煅烧温度提高,少部分四方相转变为单斜相,转变比例随着掺杂量的提高而降低;掺杂钇的含量达到6%(摩尔分数)时,低温煅烧产物的晶型为四方相,随着煅烧温度的提高,晶型保持稳定。Y3+取代Zr4+产生氧缺陷是ZrO2晶体结构稳定化的主要因素。通过该方法制备的钇稳定氧化锆均为纳米晶,晶粒尺寸随着煅烧温度的提高而长大。     

不同Ca/P比粉末对宽带激光熔覆梯度生物陶瓷涂层组织结构的影响

采用梯度设计思想,利用宽带激光熔覆技术,在TC4合金表面分别熔覆Ca/P为1.4和1.5的CaH-PO4.2H2O+CaCO3混合粉末制备含羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH2),简称HA]、β-磷酸三钙[β-Ca3(PO42),简称β-TCP]的度生物陶瓷涂层.采用XRD、SEM等表征手段,研究不同Ca/P粉末配比对生物陶瓷涂层组织结构的影响.研究表明:由于P在激光条件下存在烧损现象,当Ca/P为1.5的粉末经激光熔覆后所生成的陶瓷组织较Ca/P较1.4结晶状态更好.不同Ca/P粉末以及CeO2的添加量对催化合成HA+β-TCP有着深刻的影响.当Ca/P=1.4,CeO2的添加量为0.4wt%时,催化合成HA+β-TCP的数量最多;而当Ca/P=1.5,CeO2的添加量在0.2～0.4wt%范围内,催化合成HA+β-TCP的量最多.     

含镁羟基磷灰石、磷酸三钙复合生物陶瓷涂层的研究

通过溶胶凝胶法在钛合金基体上合成了含镁羟基磷灰石/β-磷酸三钙陶瓷复合涂层．研究表明,羟基磷灰石相与β-磷酸三钙相共同存在于600℃烧结的复合涂层中．X射线光电子能谱分析显示,镁离子已合成到涂层之中．在模拟体液中,在复合涂层表面沉积出了较为明显的新生类骨层．使用MG63细胞进行培养试验,结果显示涂层具有良好的细胞亲和性．试验结果表明：含镁羟基磷灰石／β-磷酸三钙复合涂层具有良好的生物活性,有望在医疗实践中作为人工骨质材料得到广泛应用．     

Thermodynamic analysis and preparation of β-SiC/ZrO_2 composites

A predominance area diagram for the Zr-Si-C-O system at 1773 K was plotted according to correlative thermodynamic data.β-SiC/ZrO2 composites were prepared based on the phase diagram by carbothermal reduction of zircon(ZrSiO4) in argon atmosphere.Zircon and carbon black were mixed according to the C/ZrSiO4 mass ratio of 0.2,and with 0,1wt% and 2wt% extra addition of La2O3.Phase evolution of the mixture was investigated at 1723-1803 K by X-ray powder diffraction,and the microstructure of the product prepared ...     

Al-Si合金Al2O3-ZrO2微弧氧化层生长及性能测试

针对单一Al2O3微弧氧化层不能满足基体Al-Si合金使用要求的问题,采用微弧氧化法在Al-Si合金表面制备了Al2O3-ZrO2复合陶瓷层,研究了涂层的组成、结构及生长过程;测试了涂层的隔热温度.研究结果表明：在Al-Si合金试样表面微弧氧化30 min后,涂层的表面形成＂火山喷射状＂组织形貌,截面由疏松层、致密层、过渡层组成;涂层由-αAl2O3,γ-Al2O3,m-ZrO2和t-ZrO2组成,t-ZrO2为涂层的主晶相,膜层的生长分为匀速生长阶段和缓慢生长阶段;膜层隔热温度可达30℃.     

氯化钠作为造孔剂制备含氯多孔羟基磷灰石实验研究

采用化学沉淀法,制备纳米HA粉体．采用造孔剂法,首次利用NaCl作造孔剂,将纳米HA粉体和NaCl颗粒按一定比例混合压制成型,经高温烧结制备出多孔含NaCl的HA材料．利用XRD、SEM、EDX手段研究多孔HA的组成成分、微观形貌、孔径尺寸及孔隙率．研究结果表明：NaCl是比较理想的造孔剂材料,可制备孔隙率、孔径尺寸、形貌可控的多孔材料．造孔剂含量为30％,尺寸在160～200目时,造孔效果最好;在烧结温度1200℃烧结时,NaCl会与HA发生反应,生成Ca5（PO4）3Cl,Ca9．54P5．98O23．58Cl1．6（OH）2．74等新的物相．     

P2O5对转炉钢渣矿物结构的影响

依据实际转炉钢渣理化特性,以CaO-MgO-SiO2-Fe2O3四元渣系作为基础渣系,向该渣系中加入渣量1%～7%（质量分数）的P元素,使用SEM和EDS对合成渣系矿物结构进行表征与分析。结果表明：合成渣系主要由硅酸二钙、铁酸二钙及方镁石组成,其中磷元素主要以磷酸三钙的形式固溶于硅酸二钙中,在其他相中并未发现磷元素的存在;随着磷含量的增加,磷元素在硅酸二钙矿物中的含量随之增加,并可能出现独立的磷灰石相,这可为转炉钢渣在磷肥工业的应用研究提供参考。同时,由于磷加入量增多,CaO优先与[PO4]4-反应,早先存在的方镁石逐渐消失而溶入基质相。基质相2CaO·Fe2O3向CaO·MgO·Fe2O3发生转变,最后形成2MgO·Fe2O3,表明高磷含量有利于改善转炉钢渣的安定性能。     

中温烧结Mg_4Nb_2O_9-CaTiO_3陶瓷相结构的研究

采用传统固态反应方法制备了(1-x)Mg4Nb2O9+xCaTiO3[(1-x)MN-xCT]复合陶瓷。探讨了烧结温度、组分x对Mg4Nb2O9/CaTiO3复合材料相结构的影响。通过XRD和EDS进行物相分析。实验结果表明:V2O5添加能够有效降低Mg4Nb2O9/CaTiO3陶瓷的烧结温度;(1-x)MN-xCT复相的形成主要取决于烧结温度和x的含量。1150℃烧结、0.5≤x≤0.7范围内,形成了Mg4Nb2O9/CaTiO3复相,无新相生成,但元素在不同相之间发生了扩散。     

煤矸石为主一次低温快烧琉璃瓦坯体的研究

以工业废弃物煤矸石为主要原料配合使用多种地产矿物原料,在CaO—MgO—Al2O3-SiO2四元系基础上设计并优化了低温一次快烧琉璃瓦坯体配方,使用XRD与SEM等技术测试了原料的化学及矿物组成和坯体的微观结构．使用DSC技术进行分析并确定其烧成制度．结果表明：最终优选的坯体经1170℃烧成60～70min后产品吸水率达到0．22％,抗折强度为43MPa,各项性能指标均达到JC709—1998《烧结瓦》国家标准和JC／T665—1997《瓷质砖》国家标准,产品坯质致密,主晶相为石英、钙长石与莫来石．