等离子喷涂Al_2O_3-30%TiO_2微米/纳米复合涂层的结构与耐磨性能

采用溶胶-凝胶法合成了不同粒径的Al2O3-30%(质量分数)TiO2纳米复合粉体,用喷雾干燥法对合成粉体进行喷雾造粒,造粒后的粉体通过等离子喷涂制备Al2O3/TiO2复合涂层,最后对涂层结构和性能进行了表征。涂层结构和形貌分析表明制备的涂层具有微米/纳米复合结构,初始粉体粒径对涂层的结构和致密度影响很小;涂层摩擦学性能测试表明复合涂层的磨损率随初始粉体粒径的增大而减小,初始粉体粒径为100nm左右时,复合涂层的磨损率最低。复合涂层的磨损机制为裂纹扩展导致的磨损剥落。     

Ni对纳米α-Al2 O3/Ni粉体中α相转变温度的影响

以Al(NO3)3·9H2O和(NH4)2CO3溶液为原料,将实验室自制的纳米镍粉加入其中,利用非均相沉淀法制备出粒径＜50nm的纳米α-Al2O3/Ni复合粉体,并用XRD、TEM等手段对纳米复合粉体进行了物相分析及形貌观察.讨论了复合粉体中镍对α-Al2O3相转变温度的影响.结果表明:纳米镍的存在可降低过渡型氧化铝向α型氧化铝转变的相变温度.     

纳米α-Al2O3/W复合粉体的制备

论述了非均相沉淀法制备纳米α—Al2O3/W复合粉体的实验过程,以及纳米钨粉对α—Al2O3相转变温度的影响.结果表明:纳米钨粉的存在降低了α—Al2O3的相转变温度.本实验所制凝胶在1000℃真空中煅烧1h可获得平均粒径<50nm的α—Al2O3/W粉体.     

纳米Al2O3/ZrO2复合粉体的制备及表征

高性能的复合粉体是制备纳米复相陶瓷材料的关键.采用醇-水溶液加热法结合共沉淀过程制备纳米Al2O3/ZrO2复合粉体,研究了不同沉淀剂对粉体团聚的影响,利用透射电镜、X射线衍射、热重-差热分析、比表面积测定等技术对获得的纳米复合粉体进行了表征.结果表明:采用NH4HCO3作为沉淀剂可以得到几乎无团聚的碱式碳酸盐前驱物,该前驱物在煅烧过程中的物相变化显示四方相氧化锆(t-ZrO2)的形成温度大幅度地提高,同时在较低温度下生成了α-Al2O3,在1 100℃转变为t-ZrO2相和α-Al2O3相;粉体中两相颗粒分散良好、粒径一致、无硬团聚,其平均粒径为15～20 nm,比表面积为69.5 m2·g-1.     

微波烧结Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的研究

以分析纯Al(NO3)3.9H2O·NH3.H2O和50 nm的SiC粉体为原料,采用溶胶-凝胶法制备干凝胶,经热处理合成Al2O3/SiC纳米复合粉体。利用微波烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并与常规烧结比较,分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能影响。结果表明,与常规烧结相比,微波烧结可以提高Al2O3/SiC纳米复合陶瓷的强度和韧性,改善材料的显微结构,促进致密化和晶粒生长。     

化学沉淀法制备纳米氧化铝过程中的防团聚研究

分别以无水乙醇、去离子水为溶剂，以NH3·H2O、NH4HCO3为沉淀剂，采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3粉体。利用TEM、XRD、nIR和激光粒度仪研究了溶剂、沉淀剂、浓度、前驱体等因素对纳米Al2O3粉体制备过程中的团聚程度的影响。结果表明：当NHaHCO3和Al（NO3）3水溶液浓度分别为3．0mol／L和0．3mol／L时，借助超声分散和微波干燥，得到的纳米Al2O3粉体粒度均匀、分散良好，1100℃煅烧所得粉体平均粒径为20nm。     

耐高温Al2O3/TiO2纳米复合粉体的制备及表征

以TiCl4、Al2(SO4)3为原料,采用液相沉淀法制备了Al2O3/TiO2纳米复合粉体,同时对该纳米复合粉体的相变过程和晶粒生长过程进行了详细的研究,对紫外-可见光吸收进行了检测.结果表明:纳米TiO2粉体经Al2O3复合后,其耐温性能得到极大提高,复合粉体经950℃煅烧后锐钛矿相含量仍然在77%,晶体粒径在20nm左右;锐钛矿向金红石晶型的转变温度在950～1100℃的高温区.复合粉体在低温煅烧后,紫外-可见吸收强度较纯纳米TiO2有较大提高,高温煅烧后,复合晶的紫外光吸收红移.     

纳米氧化铝粉体的绿色合成及其物相转变控制研究

以氯化铝、碳酸钠为原料,采用直接沉淀法,并于500～1,200℃煅烧,制备纳米Al2O3粉体。然后用TiO2、BaO对纳米Al2O3粉体掺杂,控制其物相转变过程。通过X射线衍射仪、差式扫描量热仪和透射电子显微镜分析纯净和掺杂后的纳米Al2O3的物相转变过程。结果表明,直接沉淀法所得水合Al2O3,经500℃煅烧后可转变为纳米活性Al2O3,粒径约为10 nm;纯净和掺杂Al2O3样品经1,200℃煅烧2 h后均为纳米粉体,其粒径为40～50 nm;在较高温度下,掺杂氧化钡对Al2O3的物相转变具有强烈抑制作用,粉体直至1,200℃仍未转变为结晶良好的α-Al2O3物相;而氧化钛则对其物相转变有显著促进作用,在1,000℃时粉体的主要物相即为α-Al2O3,1,100℃之后粉体已完全转变为α-Al2O3。     

水热合成纳米TiO_2/Al_2O_3粉体核壳成型机理的研究

用一步水热法制备了TiO2/Al2O3核壳型纳米粉体,在最佳的反应条件制备的前驱体的pH≈9.0,水热温度为200℃,水热保温时间为3 h,产品的平均晶粒粒径20 nm左右。通过XRD、TEM、SEM和XPS表征,核壳型纳米TiO2/Al2O3粉体包膜良好,而且复合粉体的表层Al2p、Ti2p、O1s均产生了化学位移,说明Al是以化学键形式结合于TiO2表面,形成了Al—O—Ti键。     

TiN-Al2O3纳米复合材料的力学性能和导电性能

以纳米TiN和α-Al2O3粉体为原料,采用球磨混合法制备了纳米TiN-Al2O3复合粉体,通过热压烧结得到致密烧结体.研究了纳米TiN颗粒对Al2O3材料力学性能和导电性能的影响,实验结果表明:在Al2O3基体中加入15vol％TiN纳米颗粒时,Al2O3材料的弯曲强度和断裂韧性分别从370MPa和3.4MPa·m1/2提高到690MPa和5.1MPa·m1/2,随着TiN添加量的增加,复合材料的电阻率逐渐降低,在25vol％TiN时达到最低值(6.5×10-3Ω·cm).     

双微乳液法制备纳米磁性Fe3O4粉体的研究

现代诊断学的发展使得纳米级超顺磁性的Fe3O4粒子在医学领域具有重要应用价值.本实验采用双微乳液法制备纳米磁性Fe3O4粉体.从反应物浓度、表面活性剂用量、油相用量及反应温度等方面讨论对产物粒径的影响,通过正交试验确定了制备纳米Fe3O4粉体的最佳工艺条件.对获得的粉体采用激光散射法粒度测试、XRD物相分析和粒径计算、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)形貌观察、振动样品磁强计磁性测定等进行表征,结果表明制备的Fe3O4粉体平均粒径约为24nm、粒度分布均匀、分布带较窄且产物纯度高;该粉体具有超顺磁性,饱和磁化强度在66A·m2/kg左右.     

化学沉淀法制备纳米氧化铝过程中的防团聚研究

分别以无水乙醇、去离子水为溶剂,以NH3·H2O、NH4HCO3为沉淀剂,采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3粉体.利用TEM、XRD、FT-IR和激光粒度仪研究了溶剂、沉淀剂、浓度、前驱体等因素对纳米Al2O3粉体制备过程中的团聚程度的影响.结果表明:当NH4HCO3和Al(NO3)3水溶液浓度分别为3.0mol/L和0.3mol/L时,借助超声分散和微波干燥,得到的纳米Al2O3粉体粒度均匀、分散良好,1100℃煅烧所得粉体平均粒径为20nm.     

纳米Al2O3对聚酰亚胺复合薄膜导热性能的影响

选用两种不同纳米氧化铝粉体,采用直接掺杂法制备不同含量纳米氧化铝/聚酰亚胺复合薄膜.研究复合薄膜的导热系数与无机含量的关系,探讨纳米氧化铝粉体种类对复合薄膜导热性能的影响.结果表明:同一温度下,复合薄膜的导热系数随Al2O3含量的增加而增大;当纳米氧化铝含量小于15%(质量分数)时,选用亲水性纳米Al2O3粉体的复合薄膜导热性能比选用亲油性的复合薄膜的好;当纳米氧化铝的加入量为5%时,复合薄膜的强度和韧性均有明显增加;亲水性纳米氧化铝加入量为5%～10%时,复合薄膜的导热性能提高并能保持一定的力学性能.     

水热法制备核壳型纳米TiO2／Al2O3粉体的研究

通过一步水热制备TiO2/Al2O3核壳型纳米粉体,并且研究了pH值、水热温度和时间对核壳粉体的影响,最佳的反应条件为:制备前驱体的pH≈9.0,水热温度为260℃,水热保温时间为3.5h.产品的平均晶粒粒径小于20nm.通过XRD,TEM和SEM表征,核壳型纳米TiO2/Al2O3粉体包膜良好,且TiO2/Al2O3添加到水性乳胶漆后能提高其抗老化性能.     

溶胶共沉淀法制备氧化锆氧化铝复合粉体

用溶胶共沉淀法辅以共沸蒸馏法工艺制备ZrO2/Al2O3复合粉体,研究了pH值和锆与铝的离子比对复合粉体和用这种复合粉体制备的瓷体的力学性能的影响.结果表明:随着溶胶体系pH值的增大,粉体粒径也相应增大.在制备粉体的混合溶液的pH值为8.6左右时,粉体没有明显的团聚且粒径分布均匀.随着氧化铝相对含量的提高,高弹性模量的Al2O3在烧结过程中起钉扎作用,阻碍Zr4 (Y3 )扩散传质的进行和晶界的移动,从而抑制了ZrO2晶体的生长,细化了ZrO2晶粒,表现为氧化锆的结晶温度、烧结体密度和复合陶瓷强度的提高.     

ZnO/Al_2O_3复合纳米颗粒的制备与表征

为研究ZnO/Al2O3复合纳米颗粒在涂料、化妆品等领域的应用,采用直接沉淀法制备了纳米ZnO,用硫酸铝水解生成的Al2O3对纳米ZnO进行了表面改性。采用IR、TEM、SEM、XRD等手段对改性前后的粉体进行表征。分析结果表明,改性后粉体颗粒的团聚现象减轻。粉体的光催化降解甲基橙的实验研究表明,改性后ZnO粉体的光催化活性明显下降,进一步证明纳米ZnO颗粒表面存在Al2O3的包覆层。     

亚微米ZrO_2粉体对氧化铝陶瓷力学性能的影响

在高纯Al2O3粉体中添加质量分数为16%的亚微米ZrO2粉体,制备Al2O3-ZrO2复合粉体,通过X射线衍射仪、电子探针和扫描电子显微镜分别对样品的相组成和显微结构进行分析,研究不同烧结温度下亚微米ZrO2粉体对氧化铝陶瓷抗折强度和硬度的影响。结果表明,在1 450℃时无压烧结2 h,Al2O3-ZrO2复相陶瓷的晶粒粒径约为0.5μm,抗弯强度高达797 MPa,提高了46%,维氏硬度为17.9 GPa。     

用包裹纳米复合粉体制备ZTA陶瓷

用非均匀成核法和液相共沉淀法相结合的方法制得ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体,经干压成型,常压烧结制备ZTA复相陶瓷.通过XRD、TEM对粉料的物相组成和显微形貌进行表征,研究了包裹粉体中煅烧温度和ZrO2含量对烧结体的烧结性能和力学性能的影响.结果表明:随着前驱体粉料煅烧温度的升高,包裹后的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体比表面积降低,粒径变大;ZrO2含量为20wt.%的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体,经过1000℃锻烧后,干压成型制备的烧结样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达454.9MPa和11.6MPa·m1/2,SEM观察结果表明烧结体结构致密.     

YAG-Al2O3纳米复合材料的制备和力学性能

本文介绍用化学共沉淀和在适当温度下煅烧以直接制备YAG-Al2 O3纳米复合粉体的新方法．XRD结果表明,所得粉体具纯的YAG和α-Al2 O3相,因此其化学组成符合配料的组分设计．用本方法制备的25vol％YAG-Al2 O3复合粉体经热压烧结,所得的致密体材料为晶内型纳米复合材料,其抗弯强度达612MPa,断裂韧性为4．54MPa．m-1/2,都比单相Al2 O 3陶瓷有大幅度提高．     

纳米Al2O3p/Cu复合材料的制备及其性能研究

采用高能球磨法制备了纳米Al2O3p/Cu复合材料粉体,复合粉体经过压制、烧结和挤压后成为铜复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电导仪等测试方法,研究了球磨后的复合粉体和复合材料显微结构、电导率和硬度.实验证明,粉体经过2h以上球磨后,Al2O3相逐渐消失,复合粉体为纳米晶结构,晶粒直径66～87nm.随着Al2O3粉体含量增加,铜复合材料的电导率显著下降.烧结后挤压有利于复合材料导电性能的提高.当Al2O3粉体含量1wt%、球磨6h时,烧结后重新挤压的复合材料试样电导率IACS 76%、硬度HB 83.8.