Ti3SiC2/TiC复相陶瓷原位合成的研究

以Ti、Si和活性炭粉为主要原料,利用热压烧结工艺合成了Ti3SiC2/TiC复相陶瓷.研究了工艺条件尤其是不同保温保压时间对合成产物相组成及微观结构的影响,并结合XRD、SEM和热力学分析等探讨了反应合成机理.结果表明:热压温度为1400℃,25MPa保温保压4h时,得到了均匀、致密的Ti3SiC2/TiC强夹层复合陶瓷,其中TiC颗粒均匀地分布在Ti3 SiC2陶瓷基体中;同时保温保压时间对Ti3SiC2/TiC的合成起关键作用.     

Ti-Al-CuO体系热压反应合成TiAl基复合材料

以Ti粉和Al粉为原料,并添加不同含量CuO粉体进行掺杂,经真空热压烧结制得了TiAl基复合材料。结合热分析,X射线衍射分析及扫描电镜分析对该体系的反应合成过程及CuO添加量对产物微结构的影响进行研究。结果表明:Al熔化后分别对Ti、CuO颗粒润湿并发生反应,热压反应温度在800℃时,生成了Al3Ti中间产物。热压烧结温度达到1000℃时,合成了由TiAl,Al2O3,Al6.1Cu1.2Ti2.7三种物相组成的复合材料。其基体主要由TiAl和Al6.1Cu1.2Ti2.7两相组成,增强相Al2O3为Al-CuO置换反应生成,且其颗粒细小,主要分布在基体相周围。Al6.1Cu1.2Ti2.7、Al2O3相含量随原料中CuO添加量不同而呈规律性变化。     

喷雾造粒氧化硅微球的致密化烧结研究

为了对喷雾造粒法制备的氧化硅微球进行烧结而同时不破坏微球的分散性,采用单次煅烧法以及烧结-研磨的梯度煅烧法两种热处理方式对微球进行致密化烧结,通过扫描电镜观察分析煅烧温度对微球的形貌和分散性的影响,研究氧化硅微球的致密化过程.结果表明,用单次煅烧法对微球进行热处理,当温度高于1 100℃,微球之间的粘结严重,球形结构破坏;而采用分梯度煅烧法可在1 060℃~1 190℃的温度范围内对氧化硅微球进行煅烧,且粘连微弱、分散性良好.随着煅烧温度的提高,氧化硅微球内部逐渐开始烧结,微球密度增加,最终可达2.18g/cm3(致密度达到99%).     

添加剂微晶-致密化刚玉瓷结构的研究

采用不同的添加剂复合形式,对刚玉瓷在不同烧成气氛下进行晶粒细化及结构致密化研究。对实验结果进行了XRD、SEM及OM分析,对晶体的长大控制及部分添加剂的作用机理进行了分析探讨。获得了以注浆法成型,高温烧结法合成的高性能刚玉瓷结构。结果显示,在此传统工艺条件下,添加剂的种类、复合方式及其用量对瓷结构有重大的影响。     

环境友好型高白乳浊釉的研究

以Ca3(PO3)2、滑石、石英及硼熔块为基本组成,研制了无乳浊剂R2O-RO-Al2O3-SiO2-P2O5-B2O3体系环境友好型高白乳浊釉。通过X射线衍射及扫描电镜分析,研究了不同B2O3/P2O5质量比和烧成温度对釉面性能及釉的显微结构等的影响,并对磷硼多相乳浊釉的乳浊机理进行了分析。结果表明:在B2O3/P2O5质量比为1/2～2区域,1200℃烧成温度,可以得到白度较高的乳浊釉;B2O3/P2O5质量比不同时,釉熔体产生多次不混溶相,出现微相功能转换,乳浊度也随之改变;B2O3/P2O5质量比为1时,釉中分相小滴相对较多,尺寸与可见光相近,且分散性高,使釉对光的折射与散射能力强,釉面呈现高乳白效果,白度可达87。     

IBTES-TiO2@SiO2复合溶胶对砂岩石质文物疏水性能的影响

以异丁基三乙氧基硅烷(IBTES)和正硅酸乙酯、钛酸丁酯为主要原料,利用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备了IBTES-TiO₂@SiO₂复合溶胶。并通过XRD、FT-IR、SEM、TEM等手段研究了IBTES-TiO₂@SiO₂的物相组成、微观形貌以及砂岩防护后涂层表面的超疏水、自清洁、耐候性能。结果表明:IBTES-TiO₂@SiO₂复合涂层的水接触角最高可达162°,且具有优异的自清洁性;喷涂处理后,砂岩的水蒸气透过性能依然保持良好,水蒸气透过量仅降低3.4%。IBTES-TiO₂@SiO₂复合涂层具有优异的耐候性能,TiO₂@SiO₂颗粒的加入可有效提高砂岩的耐酸、耐碱和耐紫外线老化性能。在300 h人工加速老化实验中,砂岩表面涂层依然具有超疏水防护性能。IBTES-TiO₂@SiO₂复合涂层对砂岩石质文物具有良好的防护效果,适用于砂岩石质文物保护。     

三维光子晶体结构色材料的制备与应用研究进展

三维光子晶体是指折射率不同的材料在三维空间呈周期性排列的结构。由于三维光子晶体结构形成的结构色材料具有颜色明艳，制备过程简易方便、生态环保等优点，近年来受到了广泛关注，在装饰、防伪、光催化、汽车涂料、纺织等领域展示出巨大潜力。文中主要综述了三维光子晶体结构生色材料制备与应用方面的研究进展，包括单分散胶体粒子和单分散复合胶体粒子的合成与组装，讨论了该类材料的应用现状，提出了目前存在的一些问题与发展方向。     

含Nb2O5非晶光子结构色釉的制备及其色彩调控机制

在Na₂O–K₂O–MgO–CaO–Al₂O₃–SiO₂系陶瓷釉中，通过引入2%～7%(质量分数)的Nb₂O₅，制备出蓝、青色的非晶光子结构色釉。采用紫外–可见反射光谱、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等研究Nb₂O₅加入量对釉色、分相结构及元素分布的影响，并揭示其对非晶光子结构色的调控机制。结果表明：随着Nb₂O₅加入量的增多，釉中[NbO₄]四面体转变为[NbO₆]八面体，其作为网络修饰体存在于釉中，使得高温下釉熔体的黏度降低，分相液滴长大。并且，富集于分相液滴中的Nb元素提高了其与基相的相对折射率差，促使非晶光子结构色的波长向长波方向移动，釉色由蓝色向青色发展。