12CAO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2混合物相的合成和溶出性能研究

本文研究了CaO的加入量、合成温度、保温时间和出炉温度对合成产物物相的影响,结果发现：当CaO2Al2O3：SiO2为2．38：1：0．77,合成温度1500℃,保温时间30min和出炉温度100℃时可获得只含有12CAO·7Al2O3和γ-2CaO·SiO2且氧化铝溶出性能较好的物料。采用二次回归正交试验法对读物料进行了溶出性能的研究,详细考察了其受碳钠浓度、氧化铝浓度、溶出温度、溶出时间和液固比的影响规律,得到的回归方程在0．01水平上高度显著,且方程回归值与试验值的相对误差不超过3％,回归方程的教学表迭式为：氧化铝溶出率Y=-3．094×100Nc^2-4．049×10^-5fT＋5．853×10^-3Nc＋3．192×10^-3t＋4．888×10^-3T＋5．183×10^-2L／S-5．99×10^-3．     

BaO-Nd2O3-TiO2系电容器陶瓷介电性能研究

通过正交实验法，选用Bi2O3和Pb3O4为添加剂，采用电子陶瓷的生产工艺，对BaO-Nd2O3-TiO2（简称BND系统进行了改性研究，研究结果表明：BaO：Nd2O3：TiO2的摩尔比为1：1：4，添加物Bi2O3和Pb3O4的加入量与BaO的摩尔比分别为0．17：0．04时的介电常数最高ε=103．11，介质损耗tanδ=4×10^-4，同时还讨论了不同成分比，添加剂加入量以及工艺因素对电容器介电性能的影响。     

铬基合金连接体材料在固体氧化物燃料电池中的应用

主要介绍了固体氧化物燃料电池（SOFC）的铬（Cr）基合金连接体材料的发展现状。Cr基合金具有良好的抗氧化性、耐腐蚀性和导电性能等，是目前连接体材料中的研究热点之一。在SOFC阴极环境中，容易形成氧化层，同时由于Cr的扩散和挥发还可能导致阴极中毒，合金中掺杂稀土元素（Y、La、Ce和Zr）可以抑制Cr2O3层的生成。在阳极环境中，Cr基合金的表现优于阴极。与Al2O3、NiO、MgO和TiO2等相比，Cr2O3基氧化层具有较好的综合性能，其耐高温（1100℃）、热膨胀系数（9．6×10^-6K^-1）和YSZ电解质（10．8×10^6K^-1）相近、且具有较好的导电性。目前，Cr基合金的研究重点是氧化物弥散强化（ODS）合金，使用最多的是Cr5FelY2O3，其热膨胀系数为9×10^-6K^-1～10×10^-6K^-1（1000 ℃），抗氧化性能较好。     

不同形貌Ga2O3纳米材料可控合成工艺研究

通过研究基片种类、加热温度、保温时间、冷却速度及是否加入催化剂等不同工艺参数对低维Ga2O3，纳米材料形貌的影响，确定出合成5种不同形貌β-Ga2O3纳米材料的工艺条件。场发射扫描电镜（FE-SEM）表明5种不同形貌α-Ga2O3纳米材料分别为纳米线、纳米棒、纳米带、纳米环及纳米片。X射线衍射（X-ray）分析结果表明不同形貌纳米材料均为晶格常数日=1．223nm，b=0．304nm，c=0．58nm，a=90°，β=103．7°，γ=90°的单斜晶系β-Ga2O3晶体。     

涂层对Si02／（Si3N4＋BN）透波材料力学、介电性能的影响

采用硅树脂作为SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料涂层，并取得较好的防潮效果。将SiO2／（Si3N4＋BN）复合材料涂层后弯曲强度提高约27％左右；介电常数和介电损耗角正切变化分别为0．02和0．2×10^-3。     

氧化铈对CaO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃烧结和性能的影响

采用烧结法制备添加氧化铈的CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃材料,并对其进行差热分析(DTA)、X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)观察和性能测试。结果表明:添加少量氧化铈能够降低玻璃的玻璃转变温度和析晶峰值温度,促进玻璃粉体的烧结致密化,但氧化铈加入量过多将会阻止玻璃的烧结和晶化;氧化铈的最佳添加量(质量分数)为5%;随着氧化铈含量的增加,样品的介电常数呈"N"字形变化,而样品的介电损耗则表现为先减小后稍微增加的变化趋势。样品的热膨胀系数随氧化铈含量的增加基本呈下降趋势。添加5%氧化铈的样品在925℃烧结后,其相对密度达99.1%,其介电常数、介电损耗和热膨胀系数分别为6.7、0.09%和3.42×10-6K-1。     

SPS法制备的赝二元合金（Ga2Te3）x-（Bi0．5Sb1．5Te3）1-x（x=0～0．2）电学性能

采用放电等离子烧结（SPS）方法制备了赝二元合金（Ga2Te3）（Bi0.5Sb1.5Te3）1-x（x=0—0．2），并研究其电学性能。结果表明，在318K时（Ga2Te3）x-（Bi0.5Sb1.5Te3）1-x（x=0．1）合金的电导率为3．7×10^4Ω^-1·m^-1，是三元合金Bi0.5Sb1.5Te3的2倍，而Seebeck系数没有明显下降。从所测得的a和σ值可知，赝二元（Ga2Te3）x-（Bi0.5Sb1.5Te3）1-x（x=0．1）合金的功率因子最大，为2．1×10^-3（W·K^-2·m^-1），是三元Bi0.5Sb1.5Te3合金的1．5倍。     

一种基于双固体电解质的CO2传感器

以Nasicon结合的Na-β-alumina作为固体电解质，BaCO3-Na2CO3（44：56）作为辅助电极制备了CO2传感器并检验了其性能。结果表明：在618-947K范围内测得的传感器电动势与CO2浓度之间成良好的线性关系，符合能斯特关系，反应的电子转移数接近2。实验了水蒸汽，O2，NO2和SO2对CO2测定的影响，结果表明，O2、水蒸汽对CO2传感器性能没有明显的影响：低于100×10^-6 NO2对传感器响应也没有造成干扰：当共存SO2高于1．7×10^-6时由于在辅助电极和电解质表面生成Na2SO4而严重影响其性能。     

型(芯)砂受热试验及溃散性分析研究

通过对浇注后型（芯）砂受热温度场情况的测定分析，计算出厚壁铸钢件壁厚x与高温区域型（芯）砂厚度y之间的关系式为：y=2．596＋0．020x＋3．5×10^-4 x^2-4．1×10^-7x^3，使厚壁件水玻璃砂溃散性差的问题得到了更合理有效的解决。     

Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相陶瓷的制备及其性能

以工业级α-Al2O3、金红石型TiO2和轻质MgO粉体为原料，过量配置α-Al2O3，采用固相反应法于1400℃煅烧实现了Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相粉体的原位合成，实现两相的均匀混合，原位制备出性能良好的Al2O3／Al2（1-0．2）Mg0．2Ti（1＋0．2）O5基复相陶瓷。利用XRD对原位合成的复相陶瓷粉体的相组成进行了表征，利用FESEM观察了复相陶瓷的断口形貌，测量了复相陶瓷的烧结密度、抗弯强度和热膨胀系数，研究了第二相Al2O3的引入量对钛酸铝基陶瓷的微观结构、抗弯强度和热膨胀性能的影响。结果显示，当复相Al2O3的引入量为15％（质量分数）时，钛酸铝基复相陶瓷的抗弯强度提高到108MPa，并且具有较低地热膨胀系数0．7×10^-6／℃。     

低成本纳米氧化铝的合成工艺

以硝酸铝和碳酸氢氨为主要原料,在超声场中采用化学沉淀法制备纳米γ-氧化铝粉末.实验研究了反应物的滴加顺序及方式对氧化铝粒径的影响,用正交试验法优化了制备工艺,并用扫描探针显微镜(SPM)、XRD、TEM技术对粉末进行了表征.结果表明:硝酸铝溶液一次性加入到碳酸氢氨溶液中,可获得较小的纳米颗粒,体系中含有乙醇可以减轻团聚现象的产生.900℃下,在硝酸铝与碳酸氢氨的物质的量之比为1/8,混合方式是硝酸铝一次性加入碳酸氢氨溶液中,水与乙醇的体积比是1/1时,煅烧1.25小时可获得38.6 nm左右的纳米γ-氧化铝粉.     

超音速火焰喷涂陶瓷涂层在省煤器防护中应用

本文分析了电厂省煤器腐蚀的原因,针对省煤器高温下的O2-Fe2O3-Fe3O4腐蚀体系,在进行理论分析可行性后,提出采用NiCr—Cr3C2系金属陶瓷结构层进行防腐,在实践中,应用超音速火焰喷涂技术（HVOF）,达到长效防腐的目的。     

用喷雾热分解法制备Gd2O3-Y2O3-ZrO2电解质材料的性能

用喷雾热分解方法制备了2mol%Gd2O3-8YSZ的粉末,用激光粒度分析,X射线衍射(XRD),BET法和扫描电子显微镜(SEM)检测粉末和陶瓷体的性能和结构。结果表明,获得的粉末粒径为12.18μm,晶粒尺寸为100nm,比表面积为25.09m2/g。粉末和陶瓷体材为立方结构。陶瓷体的烧结密度大于98%理论密度。在操作的温度高于600℃下的电导率达2×10-3S/cm。证实Gd2O3-8YSZ材料完全适用于作中温固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质。     

采用交流阻抗谱研究Gd2O3-Yb2O3共掺杂二氧化锆基热障涂层的高温氧化行为（英文）

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备3Gd2O3-3Yb2O3-4Y2O3(摩尔分数,%)共掺杂的二氧化锆(GY-YSZ)基热障涂层(TBCs)。采用交流阻抗谱(IS)并结合扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱和X射线衍射分析仪(XRD),研究GY-YSZ涂层在1050°C的高温氧化行为。交流阻抗谱中不同的电学信号分别反映GY-YSZ晶粒和晶界的信息,采用电路拟合的方法对其进行分析。在氧化过程中GY-YSZ的导电机制发生变化,原因是稳定剂在氧化过程中发生扩散导致了O2-空位和晶格畸变的产生。研究发现,应该选择合适的测试温度评价GY-YSZ晶粒或晶界的氧化行为,其各自的氧化信息与交流阻抗谱中阻抗值的变化相对应。测试氧化过程中晶粒和晶界阻抗值变化的温度分别为200°C和300°C。     

环境功能材料--绿色研磨介质的制备

提出以耐火材料废料为主要原料制备性能优良的陶瓷研磨介质.以硅酸铝及刚玉质耐火材料废料及广西高岭土为原料,采用等静压成型及低温快烧工艺,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系中低成本制备了氧化铝含量低于60%的高性能绿色陶瓷研磨介质.所制备的陶瓷研磨介质具有非常优良的耐磨性能,其磨损率与我国目前进口最高水平的含氧化铝在90%以上的陶瓷研磨介质的磨损率相当.研究发现氧化铝含量为50%和55%的瓷球的耐磨性明显优于氧化铝含量为60%的瓷球.XRD分析表明,氧化铝含量为50%和55%的瓷球含有少量的石英相.而现有氧化铝含量在60%以下,含石英相的陶瓷材料,因石英高温相变,材料强度一般不高.研究表明,适当设计化学和相组成及显微结构,石英含量从可观察至15%之间,所制备瓷球的强度随石英含量提高而迅速提高.本文在CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2及CaO-MgO-Al2O3-SiO23个体系中均制备了性能优良的陶瓷研磨介质.初步研究发现在CaO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率最低,CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系制备的瓷球的磨损率次之,而在MgO-Al2O3-SiO2体系中制备的瓷球的磨损率最高.     

Bi2O3与Sb2O3掺杂对ZnO力学性能的影响

设计、制备了三个系列(不同Bi2O3与Sb2O3掺杂浓度)的ZnO基复合材料.力学性能测试的结果表明,Bi含量(2%,原子分数)保持不变,随Sb含量(在合适的剂量范围内)的增大,由于基质ZnO晶粒减小,陶瓷致密度增大,所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均增大;Sb含量(3%,原子分数)保持不变,随Bi含量的增大,由于基质ZnO晶粒增大、陶瓷致密度减小,所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均减小.在设计组成范围内材料的最佳力学性能约为:弹性模量114 GPa,弯曲模量115GPa,抗弯强度 120 MPa,断裂韧性1.87 MPa·m1/2.     

Thermochemistry of GaBO3 and phase equilibria in the Ga2O3–B2O3 system

Employing a Tian-Calvet-type calorimeter operating in the scanning mode at temperatures from 1120 to 1220 K, the enthalpy change, Δ_dH, associated with the decomposition of GaBO₃ (=1/2β-Ga₂O₃+1/2B₂O₃(liq.)) and the corresponding decomposition temperature, T_d, were determined: Δ_dH=30.34±0.6 kJ/mol, T_d=1190±5 K. Using the transposed-temperature-drop method the thermal enthalpy, H(T)−H(295 K), of GaBO₃ was measured as a function of temperature, T, in the region from 760 to 1610 K; the results obtained are

[H(T)−H(295 K)]/(J/mol)=104.8·(T/K)−31 300 (760 K<T<1190 K),

[H(T)−H(295 K)]/(J/mol)=138.8·(T/K)−41 480 (1190 K<T<1590 K).

On the basis of the experimental results, the enthalpy and entropy of formation, Δ_fH and Δ_fS, respectively, of GaBO₃ from the component oxides were derived:

Δ_fH=−30.34 kJ/mol,Δ_fS=−25.50 J/(K·mol) at 1190 K,

Δ_fH=−10.55 kJ/mol,Δ_fS=−5.48 J/(K·mol) at 298 K.

The enthalpy versus temperature curve shows, apart from a step associated with the decomposition of GaBO₃, a further step at 1593 K which is attributed to a monotectic equilibrium.     

低压冷喷涂镍基金属陶瓷复合涂层的摩擦学性能研究

目的 研究镍基陶瓷复合涂层的摩擦学性能,为现场修复泥浆泵关键部件提供实验支撑.方法 采用低压冷喷涂技术,在Q235钢表面分别制备不同Al2O3和ZrO2含量的镍基金属陶瓷复合涂层.通过HT-1000摩擦实验机测试大气气氛下涂层的摩擦磨损性能,采用X射线衍射仪(XRD)和附带能谱的扫描电镜(SEM)表征复合涂层的微观组织和物相组成,利用维氏显微硬度仪测试复合涂层硬度.结果 陶瓷颗粒添加量为9％～33％(以体积分数计)时,涂层硬度随着Al2O3含量的增加,呈先增后减的趋势,而随着ZrO2增加,涂层的硬度呈先减再增的趋势.这主要是因为不同类型陶瓷颗粒的添加使涂层的致密度发生了变化.Ni-Al2O3复合涂层摩擦因数随Al2O3含量增加,呈现先减后增的趋势,涂层磨损机理由粘着磨损向磨粒磨损转变,而Ni-ZrO2复合涂层摩擦因数大致稳定在0.2附近.Ni-Al2O3复合涂层的磨损率随Al2O3含量的增加,呈现先减后增的趋势,而ZrO2含量增加,Ni-ZrO2复合涂层的磨损率则呈现先增后减的趋势.当加入23％Al2O3颗粒时,涂层的耐磨性能明显改善,摩擦因数低至0.149,磨损率为3.18×10–5 mm3/(N·m).结论 陶瓷颗粒的加入可有效提高涂层的耐磨性能,但耐磨性能也受添加颗粒尺寸因素的影响.该研究结果为泥浆泵关键部件的修复提供了一定的理论数据支撑.     

含Ce2O3渣系作用浓度的计算模型

为研究精炼渣中Ce2O3的加入对渣中Al2O3活度的影响,根据炉渣结构离子与分子共存理论和相关相图,建立1500℃下Ce2O3-Al2O3和CaO-Al2O3-Ce2O3渣系作用浓度的计算模型,考察Ce2O3对Al2O3作用浓度的影响。结果表明：对于Ce2O3-Al2O3渣系,当Ce2O3的摩尔分数在0.49左右时,Ce2O3·Al2O3的作用浓度达到最大值0.90,使得Al2O3和Ce2O3的作用浓度均达到较低水平;对于CaO-Al2O3-Ce2O3渣系,模型所计算的Al2O3作用浓度与实测Al2O3活度的变化趋势一致,即Ce2O3含量一定时,随着w(CaO)/w(Al2O3)的增加,Al2O3的作用浓度降低;保持w(CaO)/w(Al2O3)不变,随着Ce2O3含量的增加,Al2O3的作用浓度降低。同时,由计算结果绘出CaO和Ce2O3的等作用浓度线。总之,精炼渣中添加一定量的Ce2O3能够有效地降低Al2O3的作用浓度,这能提高精炼过程中高质量洁净钢中Al2O3的去除速率和精炼渣的精炼效率。     

掺杂La对钼丝组织和性能的影响

用粉末冶金工艺先制取掺杂稀土La的钼坯，再经旋锻、拉拔制成掺杂钼丝。通过力学性能实验和SEM观测，对掺杂钼丝与纯钼丝的性能和组织结构进行对比分析。结果表明，由于稀土元素La与Mo中的氧结合形成细小弥散分布的La2O3质点，强化了显微组织，使其再结晶温度较纯钼丝提高500℃左右，室温脆性显著改善，高温加工性能和室温弯折性能大幅提高。所研制的掺杂钼丝是制造高温加热元件和耐高温结构元件理想的材料。