β″-Al_2O_3陶瓷的表面研究

采用俄歇电子能谱(AES)和二次离子质谱(SIMS)技术对不同条件下制备的 β″-Al_2O_3陶瓷进行表面和深度剖析,将所得结果进行比较后发现,用 AES 进行深度剖析时,电子束在样品表面上形成的电场将促使 β″-Al_2O_3出现钠沉积现象。用 SIMS 技术发现样品表面有一个表面层,其组成与样品主体不同且取决于β″-Al_2O_3烧结时的环境条件。本工作还用扫描电镜(SEM),电子探针(EPMA)和 X 射线能量色散(EDAX)等技术对 β″-Al_2O_3的表面及断面进行了研究。     

Ca杂质对Na-β″-Al_2O_3在钠硫电池中退化的影响

研究了钠硫电池中 β″-Al_2O_3固体电解质、钠电极和硫电极的 Ca 杂质对 β″-Al_2O_3电性能退化的影响。用电子探针分析检测了电池失效后,β″-Al_2O_3陶瓷管在两个电极之间表面的 Ca 杂质。Ca 杂质主要存在于β″-Al_2O_3的内表面,即在 β″-Al_2O_3/Na 电极界面。试验表明硫电极中的 Ca 杂质(<60 ppm)对钠硫电池电阻随工作循环周次的升高在早期没有影响。在钠硫电池工作过程中,结合 β″-Al_2O_3电解质中的 Ca 杂质最有害于 β″-Al_2O_3的电导及其强度的退化,讨论了电池在充放电过程中 Ca 杂质对 β″-Al_2O_3电阻增加及其损坏的影响机理。     

β″-Al_2O_3在钠硫电池钠电极中表面退化的交流阻抗研究

钠硫电池中 Na/β″-Al_2O_3界面上的极化可以出现电阻增加、非欧姆电池电阻、不对称电池电阻以及瞬态高电池电阻。应用低频交流法测量了电池阻抗对频率的依从性,研究了电池充放电过程中阻抗膜在 Na/β″-Al_2O_3界面上的形成过程。实验结果表明在电池放电中电阻的增加、瞬态的高电阻与β″-Al_2O_3管的内表面富钠以及β″-Al_2O_3在钠电极中的表面退化有关。β″-Al_2O_3的表面退化,因形成局部高的充电电流密度,导致固体电解质钠沉积的贯穿而损坏。提山了各种机理解释了β″-Al_2O_3表面退化现象。     

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.     

多晶β″-Al_2O_3的稀土离子交换 Ⅱ、动力学研究

研究了多晶 β″-Al_2O_3陶瓷中稀土离子 Eu~(2+)和 Ce~(3+)与 Na~+离子交换的动力学。得出适合于一维双面离子交换反应的交换率与时间的关系为 f=(4/d)(Dt/π)~(1/2)(f≤80%)以及 f=1-(8/π~2)exp(-π~2Dt/d)(f>80%),并推导了与 Na~+-Eu~(2+)和 Na~+-Ce~(3+)交换机理相联系的互扩散常数与自扩散常数的关系为:(?)={1+zf(1-α)/[α+f(1-u)]}D_i由此求得600℃时 Eu~(2+)和850℃时 Ce~(3+)离子在多晶β″-Al_2O_3中的扩散常数分别为0.70×10~(-6)和0.51×10~(-7)cm~2·s~(-1),并估算了交换达到平衡所需要的时间。     

TiO2掺杂对Na-β″-Al2O3性能的影响

以薄水铝石、氧化镁、碳酸钠为起始原料,采用传统的固相反应法并添加0．5％-2％的TiO2促进烧结,制备出高致密度的Na-β″-Al2O3电解质,并对不同TiO2添加量样品的相组成、微结构、力学性能以及电性能进行表征。结果表明,添加TiO2所得Na-β″-Al2O3材料的相纯度高于96％;未添加TiO2的烧结试样结构疏松...     

反应烧结法制备Na—β″—Al2O3

研究了Ｎａ－β″－Ａｌ２Ｏ３陶瓷管制制备的反应烧结法，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。     

高性能 β″-Al2O3陶瓷压型粉料的制备

本工作研究了β″-Al     

部分合成法制备Na—β″—Al2O3陶瓷

研究了Ｎａ－β″－Ａｌ２Ｏ３陶瓷管制备的部分合成法，制备的β″－Ａｌ２Ｏ３管比用反应烧结法具有更均匀的显微结构，主要性能达到国际先进水平。     

高性能β″-Al2O3陶瓷压型粉料的制备

本工作研究了β″－Ａｌ２Ｏ３陶瓷压人料的化学组成,制备方法对其密度１电导及显微结构的影响。     

退火工艺对SiO2-Al2 O3-MgO-F系玻璃陶瓷分相和析晶的影响

以SiO2、Al2O3、MgO和AlF3为主要原料,采用高温熔融法,在一定温度下将原料熔化,然后将熔体浇铸到预热的模具中,经不同退火工艺得到基础玻璃。将此玻璃快速加热到析晶温度,进行相同的析晶处理,得到玻璃陶瓷样品。应用TEM、SEM和XRD等技术,系统研究了退火工艺对SiO2-Al2O3-MgO-F系玻璃陶瓷分相和析晶的影响。结果表明：随着退火温度的提高,玻璃的结构逐渐得到松弛,促进了Mg^2 和F^-离子的扩散,玻璃内分相程度逐渐增大,其分相形貌由液滴状→连通状→团簇状过渡;玻璃的分相程度对高温析晶时晶体的析出形态也有一定影响,与低温退火的玻璃相比较,高温退火时析出的云母晶体更加均匀;随着退火时间的延长,析出的晶体变得越来越细小,晶体间的交错度和晶体的均匀程度逐渐增大。     

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).     

B2O3-Al2O3-SiO2透明玻璃陶瓷研究

玻璃陶瓷属于一类多晶陶瓷材料.通过调整玻璃基质和晶相组成可以制备出具有良好的力学、热学、电学和光学性能的玻璃陶瓷材料.采用传统的熔融和退火技术制备出含B2O3-Al2O3-SiO2-Li2O-K2O组分的硼铝硅玻璃,并通过成核和长晶工艺最终制备出透明玻璃陶瓷.配合料在铂金坩埚中于1450℃下熔融2h,然后经两步热处理制度控制晶核的生成和晶粒的长大.采用差热分析技术确定成核和长晶温度.采用X射线衍射技术对不同热处理制度下的玻璃陶瓷样品进行分析,以确定最佳成核和长晶条件.采用扫描电子显微镜分析玻璃陶瓷形态,晶粒尺寸及其在残余玻璃相中的分布.采用UV-Vis-Nir分光光度计测定玻璃陶瓷样品的透过率.     

Al2O3陶瓷的离心成型

采用平均粒度０．６μｍ的９９Ａｌ２Ｏ３原料粉体,调制高浓度、低粘度悬浮浆料,离心成型并经１６００℃常压烧结,获圆筒状陶瓷制品。探讨了浆料调制,离心成型转速及对烧结制品的三点弯曲强度与体积密度的影响。     

Al2O3—TiC复合陶瓷的研究进展

介绍了目前制备Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ复合陶瓷的各种方法及研究进展，对自蔓延高温合成法及无压烧结法作了重点评述。     

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.     

γ-Al2O3载体研究进展

氧化铝催化剂载体领域中,γ-Al2O3应用最为广泛.综述了γ-Al2O3载体的主要研究方向方面的进展:制备工艺低成本化、孔结构控制、提高载体稳定性和制备超细γ-Al2O3,并指出结合制备方法的改善,开发出大比表面积、适宜孔径分布及热稳定性和抗水合性良好的γ-Al2O3载体,同时发展纳米γ-Al2O3以满足实际生产的需要.     

多孔α-Al2O3基陶瓷片状载体的制备与性能

采用干压成型法制备了多孔α-Al₂O₃基陶瓷片, 研究了烧结温度和掺杂SiO₂对其结构、形貌和性能的影响. 提高烧结温度能增加α-Al₂O₃基陶瓷片的抗压强度, 但收缩率也会随之增大。最佳烧结温度为1180℃, 收缩率小于0.5%, 抗压强度大于80 MPa。当掺杂SiO₂粉体后, 陶瓷片中的无定形SiO₂在烧结过程中晶化形成方石英, 能够促进α-Al₂O₃陶瓷片的烧结。当SiO₂含量为12wt%, 并在1180℃下烧结时, 陶瓷片的收缩率仅为1.2%, 抗压强度大于110 MPa。与α-Al₂O₃陶瓷片相比, 其孔径更小但孔径分布更宽。研究表明, α-Al₂O₃和SiO₂/Al₂O₃陶瓷片均具有良好的分子筛膜生长活性。但由于载体具有不同的物化性质, 所制备的ZSM-5分子筛膜具有不同的形貌和尺寸。