纳米单斜ZrO2对Al2O3/ZrO2复合材料物理性能的影响

研究了纳米单斜ZrO2含量对Al2O3／ZrO2复合陶瓷烧结性能的影响。在单斜ZrO2初始含量较少的情况下，处于Al2O3颗粒之间的部分ZrO2颗粒阻碍了颈部的形成，使样品的烧结密度降低。但随着单斜ZrO2初始含量的增加，纳米单斜ZrO2颗粒之间的接触机会增多，使得样品烧结密度提高。实验结果表明，纳米ZrO2的体积分数对复合材料的烧结性能有着明显的影响。     

ZrO2/β-ZrWMoO8可控热膨胀复合材料的制备

采用共沉淀法成功制备了纯度较高的各向同性的负热膨胀材料β-ZrWMoO8.将ZrO2与β-ZrWMoO8按一定比例机械混合,在1 020 ℃烧结2 h制备了热膨胀系数可控的ZrO2/β-ZrWMoO8复合材料.以X射线衍射和扫描电子显微镜对所得材料结构及形貌进行表征,以热膨胀仪测定复合材料热膨胀系数.研究结果表明:在30～600 ℃温度区间内,所得ZrO2/β-ZrWMoO8复合材料的热膨胀系数皆线性一致,并且可以通过改变β-ZrWMoO8的质量分数,将复合材料的热膨胀系数控制为正、负或0.当β-ZrWMoO8的质量分数为50%时,复合材料的热膨胀系数接近0.     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA 94.0.     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的微波烧结

以纳米WC-10Co复合粉末、YSZ纳米粉末、Al2O3亚微粉末与工业Ni粉为原料,采用微波烧结＋热等静压处理制备性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,研究微波烧结、微波烧结＋热等静压处理对Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的组织结构和力学性能的影响。研究结果表明：WC-10Co（10%,质量分数）,YSZ（30%）,Al2O3（55%）与Ni（5%）复合粉末高能球磨后,经过微波烧结＋热等静压处理,可以得到平均晶粒度小于1.5μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,其相对密度为98.4%,洛氏硬度为HRA 94.0;微波烧结＋热等静压可以有效地消除微波烧结造成Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷中的孔隙,提高复合材料的密实度和力学性能,而且金属陶瓷的晶粒基本没有异常长大。     

α-ZrW_2O_8/Cu复合材料的制备、微观结构和致密度

采用粉末冶金法制备了ZrW2O8/Cu复合材料.将所制备的ZrW2O8/Cu复合粉体在300～600 MPa压制成型,在H2和N2惰性还原混合气氛下600 ℃烧结2 h后获得含有不同体积分数α-ZrW2O8的α-ZrW2O8/Cu复合材料.XRD分析结果表明,在ZrW2O8表面包覆铜后进行烧结和后热处理所获得的α-ZrW2O8/Cu复合材料中,未发现因热应力产生的γ-ZrW2O8和杂相,有效减小了因ZrW2O8相变而导致其负热膨胀效应的降低.研究结果表明,α-ZrW2O8能均匀分布在Cu基体中.随着压力的提高和Cu的增加,复合材料的致密度提高至88.9%.     

稀土氧化物对无压烧结ZrO2陶瓷致密度的影响

文章对ZrO2基复合陶瓷(5.4Y-ZrO2-6AL2O3)无压烧结进行了研究,探讨了添加剂的种类、工艺参数等因素与材料致密度的关系.通过实验及XRD分析表明,添加的稀土氧化物与ZrO2形成了固溶体,造成晶格畸变,同时产生了氧空位,起到了活化烧结提高材料致密度的作用.在加入添加剂Ce6O11为2%时,于1 650 ℃烧结温度下保温2 h,可得到相对密度为95%的ZrO2基复合陶瓷.     

无压烧结CeO2-ZrO2-MoSi2复合材料及其力学性能研究

通过自蔓延技术合成MoSi2粉体,并添加CeO2、ZrO2粉末制备了不同体积分数的CeO2-ZrO2-MoSi2复合材料,采用扫描电镜观察了复合材料的微观形貌.实验研究表明:复合材料在高温烧结后的致密度较高,其力学性能较好,其中以MSZC3的效果最好,其致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为96%、268.8MPa和6.28MPa·m1/2.ZrO2颗粒同时实现了室温相变韧化和弥散强化的双重作用,显著提高了复合材料的韧性与强度.     

Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的相变行为与力学性能

研究了真空烧结法制备Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料.讨论了ZrO2(2Y)的含量、相对密度对Al2O3陶瓷力学性能的影响,以及相变增韧、显微组织与力学性能的关系.     

利用粉煤灰反应烧结合成ZrO_2-莫来石复合材料

以粉煤灰、锆英石和氧化铝为原料,通过反应烧结法合成ZrO2-莫来石复合材料.研究了烧结温度对合成材料线收缩率、密度、吸水率、常温耐压强度和抗热震性的影响.采用XRD和SEM表征材料的相组成和显微结构.研究结果表明,在1600℃下烧结4h可以合成常温耐压强度高、烧结性和抗热震性优异的ZrO2-莫来石复合材料;合成材料中ZrO2多以粒状形式存在,平均粒径约为5～10μm,能较均匀地分布于莫来石基质中.     

ZrW2-xMoxO8晶体结构及热膨胀性能

采用共沉淀法,以硝酸氧锆、钨酸铵和钼酸铵为原料制备了纯度较高的ZrW2-xMoxO8粉体,分别采用热重-差热和X射线衍射分析了W/Mo摩尔比对ZrW2-xMoxO8的结晶行为、晶体结构以及热膨胀性能的影响.结果表明:Mo的掺杂不会影响其热膨胀性能,所得ZrW2-xMoxO8均具有良好的负热膨胀特性,而ZrW2-xMoxO8的室温晶胞参数和合成温度均随着Mo取代量的增加而降低.x<0.5时,ZrW2-xMoxO8室温晶体结构为α-ZrW2O8相,ZrW2O8由氧化物原料在高温反应生成.高温XRD结果表明:ZrW2O8和ZrW1.5Mo05O8在高温会发生α-β相变,负热膨胀系数随之发生明显变化;当x≥0.5时,ZrW2-xMoxO8则由其对应的三方相或单斜相在高温转变而成,如果其室温相为β相,则在高温转变为不具负热膨胀特性的三方相.     

环氧树脂/ZrW2O8封装材料的制备及其性能

将负热膨胀材料ZrW2O8粉体按一定质量比例与E-51环氧树脂混合,制备电子封装材料.测定了不同比例下封装材料的线膨胀系数、玻璃化温度、抗拉与弯曲强度、吸湿率和耐腐蚀性能.研究结果表明:采用超声波处理,可使ZrW2O8粉体均匀分散在环氧树脂E-51基体中.随着ZrW2O8质量分数的增加,封装材料的线膨胀系数下降,玻璃化温度升高,拉伸、弯曲强度与抗吸湿性提高;当ω(E-51)∶ω(ZrW2O8)=3∶2时,封装材料的耐酸性腐蚀较好,而耐碱性腐蚀的能力较差.     

制备工艺对合成ZrO_(2(f))/NiFe_2O_4复合材料的影响

以NiO和Fe2O3为原料采用固相烧结法合成了NiFe2O4尖晶石,通过向其中添加二氧化锆纤维(ZrO2(f))制备了ZrO2(f)/NiFe2O4复合材料.研究了成型压力、烧结温度及烧结时间对复合材料气孔率和抗弯强度的影响,并利用热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料进行了表征.结果表明:在160 MPa成型压力下,于1 300℃烧结6 h制备的ZrO2(f)/NiFe2O4复合材料气孔率较低,具有较高的抗弯强度;复合材料主要由四方相ZrO2和立方相NiFe2O4尖晶石组成;ZrO2(f)未与基体发生反应,避免了过强的界面结合力.     

ZrO2基固体氧离子导体的Y2O3、Gd2O3复合掺杂

在纳米Y2O3稳定ZrO2粉中,加入不同摩尔分数(0.0-10%)的纳米Gd2O3粉进行复合掺杂.当Y2O3和Gd2O3与ZrO2的摩尔比之和小于8%时,烧结样品为四方相或四方/立方混合相;超过8%,完全为立方相.复合掺杂Y2O3和Gd2O3的ZrO2固体氧离子导体的电导率优于单独由Y2O3稳定的ZrO2固体氧离子导体.当Y2O3和Gd2O3与ZrO2的摩尔比之和为8%-9%时,样品电导率有最大值.在1000℃时,掺3.0%Y2O3和5.0%Gd2O3的1300℃烧样品的电导率为5.1×10-2Scm-1.     

掺纳米Sm2O3的ZrO2(3Y)固体电解质的密度、晶相和电性能

在纳米ZrO2(3Y)粉中,加入不同摩尔分数(0.0-10%)的纳米Sm2O3粉进行复合掺杂.1300℃烧结样品的致密度在88%以上,Sm2O3掺入量2.0%时有最大致密度,为98.1%.Sm2O3的掺入使样品晶相从四方相向立方相转变,掺入量为5.0%以上时成为立方相.掺1.0%Sm2O3样品电导率稍有下降,掺入量为2.0%时电导率增大,5.0%时达到最大,1000℃电导率为5.2×10 S2cm-1,高于相同条件下8%摩尔氧化钇全稳定立方相氧化锆ZrO2(8Y).     

Ni对MF/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

在不同烧结温度下,研究不同掺量Ni对莫来石纤维(MF)/Al2O3复合材料力学性能的影响规律,借助SEM和EDS等测试手段,分析Ni的掺入使MF/Al2O3复合材料力学性能改善的机理。结果表明,当Ni质量分数=12.5%,烧结温度为1 450℃时,Ni-MF/Al2O3复合材料抗弯强度为870.769 MPa,断裂韧性为9.51 MPa.m1/2,韦氏硬度达到11.59 GPa,相对密度为92.5%;Ni和莫来石纤维对复合材料的复合增韧效果,主要表现为金属塑性变形穿晶断裂和细化晶粒,纤维拔出、脱黏,烧结温度高时Al2O3晶粒细小,显微结构更为致密。     

B位掺杂对固体氧化物燃料电池连接材料La0．85Sr0．15CrO3性能的影响

研究La0.85Sr0.15CrO3 B位(Cr位)掺杂不同的金属离子(Ni、Cu、Co、Ti、Ni Co) 的烧结性能、热膨胀和电子电导率.实验发现:离子掺杂可以降低La0.85Sr0.15CrO3的烧结温度;掺杂Ni对提高系统烧结性能最有效,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.05O3的相对密度可达到94%;掺杂Co或者Cu能提高La0.85Sr0.15CrO3的热膨胀系数,而Ni和Ti 掺杂则有相反作用.所有试样在300 ～ 1 000 ℃具有线性热膨胀性,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3在1 000 ℃空气气氛中的热膨胀系数为10.6×10-6/℃,和摩尔分数为8%的Y2O3稳定的ZrO2 (8YSZ) 电解质的热膨胀系数相匹配.与B位一元掺杂的La0.85Sr0.15CrO3试样相比,La0.85Sr0.15Cr0.95Ni0.02Co0.02O3 在675 ～ 850 ℃温度范围内显示出更高的电子电导率.     

高致密Ni-Fe/Al2O3纳米复合材料的制备及其断裂韧性研究

为提高氧化铝陶瓷断裂韧性,该文采用机械-化学法(Mechano-chemcial Method)合成出高分散的Ni-Fe/Al2O3纳米复合粉体,并采用高温热压烧结工艺,制备出了高致密、颗粒细小、分散均匀的氧化铝基纳米复合材料.热压块体相对密度最高达到99%,Ni-Fe晶粒大小为100～500 nm.断裂韧性从单相a-Al2O3的4.75 MPa·m1/2提高到6.24 MPa·m1/2,ψ(Ni-Fe/Al2O3)=19%.通过对材料微结构的表征,讨论了纳米Ni-Fe颗粒增韧氧化铝陶瓷的机理.     

微晶粒Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷的制备与性能

以TiO2-MgO为烧结助剂、聚丙烯酰胺为分散剂,制备3种增韧A l2O3体系:纳米t-ZrO2颗粒、ZrO2纤维、纳米t-ZrO2颗粒-ZrO2纤维。经测试体系物理与力学性能、XRD和SEM分析,探讨烧结温度、纳米t-ZrO2颗粒、ZrO2纤维、烧结助剂加入量对相对密度、抗折强度、断裂韧性及微观结构的影响。结果表明:烧结温度对材料物理与力学性能的影响很大,ZrO2纤维没有明显增韧效果,体系的增韧主要依靠纳米t-ZrO2颗粒,纳米t-ZrO2颗粒在基体中同时存在晶间和晶内分布,加入质量分数5%的纳米t-ZrO2颗粒使微观结构更加致密和晶粒细化。烧结温度为1 600℃,纳米t-ZrO2颗粒质量分数为5%,烧结助剂m(TiO2)∶m(MgO)为1∶0.4时,复相陶瓷体系综合性能最佳,其相对密度和抗折强度分别是98.7%、274.82MPa、断裂韧性达到7.32 MPa.m1/2。     

ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷材料的制备研究

采用水解ZrO（NO3）2·2H2O法制备出ZrO2,以α-Al2O3、ZrO（NO3）2·2H2O、氨水和去离子水为原料在不同温度下制备出ZrO2-Al2O3复相陶瓷,研究了ZrO2的物相组成,以及ZrO2和ZrO2-Al2O3的显微形貌,同时分析了烧结温度对ZrO2-Al2O3复相陶瓷体积密度和气孔率的影响。结果表明：水解ZrO（NO3）2·2H2O法制备出的ZrO2物相较为单一,以m-ZrO2为主,含有少量的t-ZrO2,并且ZrO2晶粒结晶度较好,具有一定的分散性。以α-Al2O3、ZrO（NO3）2·2H2O、氨水和去离子水为原料制备的ZrO2-Al2O3复相陶瓷,1500℃烧结温度下,体积密度最大,为3.81g/cm3;在1600℃下相对较高,为3.79g/cm3;陶瓷气孔率在1550℃下气孔率达到最低,为0.83%。     

固相法合成负热膨胀性粉体ZrW2O8

以分析纯ZrO2和WO3为原料,用固相法制备了负热膨胀材料ZrW2O8粉体.以X射线粉末衍射、扫描电子显微镜分别对粉体进行物相分析和形貌观测;通过高温X射线衍射以及Powder X软件计算不同温度下的晶胞参数,从而确定热膨胀系数.结果表明经1 220℃保温3 h制备出的高纯度ZrW2O8粉体为单一立方结构,平均粒径为0.5μm;ZrW2O8粉体有显著的负热膨胀特性,在室温到150℃范围内,所得ZrW2O8粉体热膨胀系数为-11.58×10-6K-1;200～500℃范围内,热膨胀系数为-3.77×10-6K-1;在整个温度范围内平均热膨胀系数为-6.31×10-6K-1.