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%。     

纳米Al2O3粉添加对氧化铝陶瓷烧结行为的研究

研究了纳米Al2O3粉添加对粗晶氧化铝陶瓷烧结行为,如体积密度、吸水率、气孔率、线收缩率的影响.结果表明:纳米Al2O3粉加入可以提高氧化铝陶瓷烧结活性,降低烧结温度,线收缩率随烧结温度提高和纳米Al2O3粉含量增加呈上升趋势.当纳米Al2O3粉加入量达到40%时,氧化铝陶瓷可以在1550℃以下烧结致密.     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

β-Ca2P2O7/CaSO4陶瓷的制备和体外降解研究

将β-焦磷酸钙和无水硫酸钙2种粉体进行复合,制备出β-焦磷酸钙/无水硫酸钙(β-Ca2 P2O7/CaSO4)复相生物陶瓷.研究了β-Ca2 P2 O7和CaSO4的比例和烧结温度对复相陶瓷气孔率、体积密度和相组成的影响,结果表明:随着CaSO4含量的增加,复相生物陶瓷的气孔率升高,体积密度降低;随着烧结温度的升高,复...     

α-Al2O3纳米粉体的烧结行为

为了探讨在无压烧结过程中α-Al2O3纳米粉体的烧结行为和致密化过程,采用高分子网络凝胶法制备了α-Al2O3纳米粉体,经冷压成型后无压烧结了Al2O3陶瓷,结果表明:α-Al2O3晶种的加入明显降低了高分子网络凝胶法制备α-Al2O3粉体的相转变温度,在950℃较低温下就可获得α-Al2O3纳米粉体;生坯的相对密度随...     

稀土Sm_2O_3对WCoB-TiC复相陶瓷组织的影响

以WC、TiB2、Co粉末为基本原料,添加稀土Sm2O3为抑制剂,采用真空液相反应烧结技术制备WCoBTiC复相陶瓷材料,利用XRD、SEM和EDS对其微观形貌和相组成进行表征。结果表明,添加一定量稀土Sm2O3后,WCoB-TiC复相陶瓷晶粒细小且分布均匀,晶粒的长大得到抑制;随着稀土Sm2O3的过量加入,复相陶瓷中有棒状晶粒出现,晶粒有粗化的趋势。在1400℃下烧结时,当Sm2O3添加量为0.3%时,制成的WCoB-TiC复相陶瓷材料密度达到10.01g/cm3,硬度HRA达到91。     

CaCu3Ti4O12陶瓷显微结构及介电性能

采用固相法制备CaCu3Ti4O12陶瓷,并对其烧结温度、晶相结构、致密化过程、显微结构及介电性能与频率的关系进行了研究。研究发现,不同烧结温度下,1000℃制备的CaCu3Ti4O12陶瓷为立方钙钛矿结构且结晶完好,晶格常数为7.394?。CaCu3Ti4O12陶瓷具有良好的显微形貌,结构致密,平均晶粒尺寸在3-5μm。CaCu3Ti4O12陶瓷在10kHz处的介电常量高达7200,介电损耗约为0.06。     

水热合成Ba（ZrxTi1-x）O3的介电性能研究

在140℃加热14h的水热方法制备出Ba（ZrxTi1-x）O3（x=0，0.1％，0.2％，0.5％）粉体。研究了1200℃到1280℃的烧结效果。XRD物相分析证明其结构为单一钙钛矿相，在水热法合成过程中，引入Na^＋离子，使晶格半径减小。SEM结果显示，在1250℃烧结得到的陶瓷晶粒生长较好，结构致密，晶粒分布均匀。与固相反应法相比，水热法能够有效地降低烧结温度，合成的陶瓷密度可达92.4％。介电测量表明，作为矿化剂的Na^＋部分取代Ba^2＋，会导致Ba（ZrxTi1-x）O3样品的介电峰明显宽化。实验观察到样品在40℃时出现了明显的损耗峰，可能是钠离子替代钡离子并产生氧空位所致。介电常数随Zr掺杂量的增多呈上升趋势，居里点温度随Zr掺杂量的增多向低温方向偏移。     

BST/MgO复相陶瓷的制备与性能

以溶胶低温燃烧合成法制备了BaSr Ti O3超细粉末,与商品MgO纳米粉体同为原料,按质量比1∶1的比例制备了BST/MgO复相陶瓷材料。分别在1 150,1 200,1250℃,利用SEM、XRD和LCR对制备出的BST/MgO复相陶瓷的显微结构与介电性能进行了测试分析。结果表明,BaSr Ti O3/MgO复相陶瓷可在1 250℃烧结致密,烧结温度比固相法低150℃左右。介电常数下降至160左右,介电常数对偏压的调谐性达到20%以上（1 kV/mm）。     

铅硼硅酸盐玻璃中Al2O3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

K2O-MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-F玻璃陶瓷的烧结析晶

利用弯曲试验、X射线衍射分析和扫描电镜等手段,研究了烧结K2O-MgO-SiO2-Al2O3-B2O3-F玻璃陶瓷时烧结温度对材料密度、抗弯强度及析晶性能的影响.研究结果表明:在低温区(900℃)烧结时,玻璃陶瓷析晶少,密度和抗弯强度低;随烧结温度提高,烧结体密度、抗弯强度、析晶率不断提高,在1050℃时均达到最大值(密度约为2 39g/cm3,抗弯强度约为80MPa);温度继续升高到1100℃时,密度、抗弯强度和析晶率都有所降低.     

高岭土原位碳热还原制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料的研究

详细介绍了利用高岭土通过原位反应及热压烧结制备Al2O3/SiC复相陶瓷材料.探索了以天然矿物高岭土,碳作为原材料,低成本合成制备高性能Al2O3/SiC复相陶瓷的新方法.首先,在原位碳热还原反应中,高岭土和碳在流动氩气氛中合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷粉,对合成反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,对合成的Al2O3/SiC复相陶瓷粉进行了DTA和XRD分析,分析表明陶瓷粉的合成过程分两步,第一步是高岭土自身的脱水,第二步是SiO2被还原的过程及制备出Al2O3/SiC复相陶瓷粉.研究表明,最佳的粉末合成温度为1550℃;其次,Al2O3/SiC复相陶瓷粉通过热压烧结合成制备Al2O3/SiC复相陶瓷,烧结助剂的添加有助于降低烧结温度.复相陶瓷抗弯强度达到420 MPa,相对密度达到98%,硬度HRA89.     

选择性激光烧结Al2O3/SiO2复相陶瓷零件性能的研究

通过添加适量SiO2,经选择性激光烧结(SLS)成型及后处理得到Al2O3/SiO2复相陶瓷零件,分析了该复相陶瓷的物相和显微结构,研究了不同含量SiO2的引入对试样强度及密度的影响,最后选择最佳配比成型陶瓷零件.结果表明:随着SiO2含量的增加,烧结件的强度和密度也随之提高;当SiO2(体积分数)达到20%时,成型件经1 450℃高温烧结8 h抗弯强度达到45 MPa,密度为2.35×103kg/m3.     

掺纳米Al2O3的纳米8YSZ相变及电导率

掺8mol%Y2O3的纳米ZrO2粉体中加入0－5wt%纳米Al2O3，在1100℃、1200℃、1300℃不同温度下烧结2h，烧结样品在烧结温度达1200℃以上，掺1wt%以上的纳米Al2O3的四方相完全转变为立方相。初步探讨掺纳米Al2O3的8YSZ陶瓷烧结体相变机理及纳米Al2O3对8YSZ烧结体的晶参数和电导率影响。     

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。     

ZrO2-8mol%Dy2O3纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究

以湿化学法制得Zr（OH）4和Dy（OH）3的共沉淀为前驱体，在碱性介质（pH=9．95～13．28）中用水热法合成了ZrO2-8mol％ Dy2O3立方相纳米晶．研究发现，纳米晶粒径随着反应介质pH值的增大而增大．将该纳米晶在较低温度（1400℃）下烧结制得了致密的陶瓷样品，比通常高温固相反应法采用的烧结温度（〉1550℃）降低了150℃以上．本研究还测定了陶瓷样品600℃～1000℃下的氧浓差电池电动势及氧泵（氧的电化学透过装置）性能．结果表明，陶瓷样品在高于900℃时的氧离子迁移数为1，具有优良的氧离子导电性能．     

热压烧结制备Mg稳定Na-β"-Al_2O_3电解质陶瓷及其性能

分别以α-Al_2O_3,(α+θ)-Al_2O_3和γ-Al OOH为铝源,采用固相法合成了Mg稳定的β"-Al_2O_3粉体,通过比较各产物中β"相的含量,确定了最佳铝源。以最佳铝源制备的β"-Al_2O_3粉体为原料,进一步通过热压烧结工艺制备了固体电解质陶瓷片,研究了烧结温度对烧结体中的β"相含量、断面形貌、相对致密度以及离子电导率等的影响。借助XRD,TG-DSC,FESEM和EIS对样品进行了测试表征。结果表明:以γ-Al OOH为铝源所制备粉体产物的纯度最高(β"相含量高达99.8%),且能在较宽的温度范围内保持稳定(1 115～1 600℃),而热压烧结温度同时影响陶瓷片中β"相的含量和相对致密度。当烧结压力为30 MPa,烧结温度为1 450℃时,陶瓷片中β"-Al_2O_3的含量高达95%,此时的陶瓷片结构致密、均匀,室温离子电导率约为3.8×10~(-4)S·cm~(-1)。     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

Al2O3/3Y-TZP复相陶瓷的液相烧结机理

以CaO-MgO-SiO2玻璃为烧结助剂,对液相烧结Al2O3/3Y-TZP(30%体积分数)复相陶瓷的致密化机理进行了研究.结果表明,适量的烧结助剂可以显著促进材料的致密化,液相烧结激活能为169 kJ/mol,表明扩散控制为其致密化机理.     

pH值和烧结条件对溶胶-凝胶合成LiMn_2O_4粉体晶相结构和形貌的影响

采用溶胶-凝胶法合成了尖晶石型LiMn2O4粉体,借助TG-DTA(热重/差热分析仪)、XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电镜)等测试手段,详细讨论了反应溶液的pH值和凝胶的烧结条件(包括烧结温度、烧结时间、升温速率)对产物晶相结构和形貌的影响.结果表明烧结温度对所制备LiMn2O4粉体的晶相结构和形貌具有重要的影响;在适宜的烧结温度(750℃)前提下,pH值、烧结时间和升温速率对产品晶相结构影响甚微,仅对其形貌具有一定影响.适宜的sol-gel制备LiMn2O4粉体的工艺条件为:pH=6.5、烧结温度为750℃、烧结时间为7h、升温速率为5℃/min.