CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-Al2O3-B2O3-SiO2体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响,用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明:自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO4和ZrTiO4;在25～70℃范围内,温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响,90℃下浸出率比25℃,40℃,70℃的浸出率高一个数量级;7 d元素总的归一化浸出为1.87 g/m2。     

以金属铝水解制氢副产品为原料制备α-Al2O3粉体的研究

以金属铝-水反应法制氢的副产品为主要原料,添加表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、晶种α-Al2O3和相变促进剂ZnF2,在实验室制得α-Al2O3粉体,并利用ICP、XRD、TG-DSC、SEM、物理吸附仪等对试样进行表征。结果表明,该金属铝-水反应法制氢的副产品干燥后为单斜型三羟铝石(Al(OH)3),纯度高达99.58%,经过1 300℃×3h高温处理后完全转化为α-Al2O3;以十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂,添加1%的ZnF2作为相变促进剂和1%的纳米α-Al2O3作为晶种,该副产品在1 200℃下即可完全转化为α-Al2O3,粉体的比表面积为6.17m2/g,平均粒径为244nm。     

Al/α-Al_2O_3界面结合的从头算理论研究(英文)

在从头算原理的基础上,利用平板模型和晶体堆积规则研究了Al/α-Al2O3界面.考虑了三种典型的界面构型Al(111)/α-Al2O3(0001)、Al(111)/α-Al2O3(1120)和 Al(111)/α-Al2O3(0112),目的是考察Al/Al2O3界面结合的本质.模拟结果与已有的实验符合良好.     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层组织

用X射线衍射、扫描电镜和显微硬度计研究了45钢表面等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的微观组织结构、显微硬度,同时对涂层的界面结合特性进行了考察。结果表明,喷涂前的α-Al2O3相粉末,经喷涂后,存在α-Al2O3相向γ-Al2O3相的转变,且以γ-Al2O3相为主相。在金属基体与陶瓷层之间加入NiCrAl层后热膨胀系数不匹配性得到一定程度的改善,从而使涂层内应力降低,结合强度得以提高。     

CaO/γ-Al2O3干法脱除燃煤烟气中砷的实验研究

将γ-Al2O3浸渍于Ca(NO3)2溶液中制备出CaO/γ-Al2O3负载型吸附剂,以贵州省高砷煤为研究对象,运用固定床管式炉对CaO/γ-Al2O3在煤燃烧过程中的除砷性能及影响因素进行了系统研究,并对吸附剂和脱砷产物进行了红外光谱表征和X-射线衍射分析,简单探讨了CaO/γ-Al2O3的除砷机理.实验结果表明:γ-Al2O3在2.0mol.L-1的Ca(NO3)2溶液中浸渍2h后煅烧制得的CaO/γ-Al2O3吸附剂具有最佳脱砷效率,红外图谱中出现的As—O键物质和X-射线衍射图谱中发现的Ca3(AsO4)2也进一步说明了CaO/γ-Al2O3吸附剂能够脱除燃煤烟气中的砷.     

篮式砂磨机在陶瓷制浆中的研磨分析

针对中国工业陶瓷企业大多采用经过了粗选、粉磨等加工处理后的陶瓷原料,陶瓷制浆工艺由原来的粉磨为主的工艺转到了以分散为主的工艺的特征,提出了以篮式砂磨机为主体设备的陶瓷制浆方案.本文用SMA-0.75型实验室用篮式砂磨机进行了大量的α-Al2O3粉末的研磨工艺实验,用激光粒度分析仪、环境扫描电子显微镜表征了所研磨物料的粒度分布、形貌特征,从理论上分析了篮式砂磨机制备陶瓷浆料(α-Al2O3浆)过程中原料粒度分布与研磨时间、研磨体尺寸、研磨速度间的关系,获得了用篮式砂磨机研磨陶瓷原料的理想工艺条件,当采用直径为2.2 mmZrO2研磨珠,研磨转速为2 500±10 rpm,α-Al2O3粉末颗粒粒径下降效率最明显,物料研磨1 h后,D50粒径达到1μm.     

系列α-Al_2O_3结构陶瓷的耐冲蚀磨损性能

以冲蚀磨损工况下的泵用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了系列α-Al2O3结构陶瓷(90瓷、95瓷、99瓷)的耐冲蚀磨损性能及微观失效机制.结果表明:在不同磨粒硬度试验条件下,Cr15Mo3的冲蚀磨损率均比α-Al2O3结构陶瓷的高4～6倍,且随着磨粒硬度的增加,Cr15Mo3的冲蚀磨损率增加幅度更大;α-Al2O3结构陶瓷的冲蚀磨损体积随磨料含量的增加略有增加,但在相同磨粒硬度试验条件下相差不大,因此该工况下可使用90瓷或95瓷,从而提高应用材料的性价比;Cr15Mo3的微观失效有明显的方向性和腐蚀痕迹,主要以微切削、犁沟和冲蚀坑等形式为主,而α-Al2O3结构陶瓷的失效主要是晶界玻璃相失去,有少量冲蚀坑和晶粒剥落痕迹,迅速增加径向和横向断裂表面能是其主要耗能方式.     

制备方法对NiO/γ-Al2O3催化剂重整活性的影响

利用固定床流动反应装置,研究了NiO/γ-Al2O3催化剂的制备方法对CH4与CO2转化制合成气催化活性的影响.在本实验条件下,采用浸渍法和焙烧温度为400℃制备的NiO/γ-Al2O3(w=0.113)催化剂,在反应温度为750C和空速为2500h-1下,对CH4和CO2重整反应会显示良好的催化活性.本文还对催化剂抗积炭性能作初步讨论.     

微波烧结法制备Fe2O3掺杂0.55PNN-0.45PZT压电陶瓷及性能

微波烧结是一种新型、高效的陶瓷烧结工艺,具有升温速度快、节能省时、改善微观结构、降低烧结温度等特点。本文采用微波烧结工艺制备了Fe2O3掺杂的0.55Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.45Pb(Zr0.3Ti0.7)O3(简写为0.55PNN-0.45PZT)压电陶瓷,烧结温度为1200℃、保温时间为2h。利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、阻抗分析仪及铁电分析仪等测试表征方法,研究了Fe2O3掺杂对陶瓷的结构、介电以及压电性能的影响。结果表明,所有陶瓷样品均为钙钛矿结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,压电和介电性能呈先增加后减小趋势。当Fe2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,陶瓷达到最优电学性能:压电常数d33、平面机电耦合系数kp、相对介电常数εr和介电损耗tanδ分别为d33=520pC/N,kp=0.51,εr=4768,tanδ=0.026。     

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%。     

Ga2O3掺杂的(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3无铅压电陶瓷的微观结构与性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3+x(质量分数)Ga2O3无铅压电陶瓷,研究了掺杂不同Ga2O3含量对(K0.44Na0.5Li0.06)(Nb0.89Ta0.05Sb0.06)O3陶瓷的晶相、微观结构和电学性能的影响.研究结果表明:x在0～2变化范围内,陶瓷为单一四方相的钙钛矿结构,具有良好的铁电性能;随着体系中Ga2O3含量的增加,陶瓷的最佳烧结温度逐渐降低;Ga2O3的掺杂导致陶瓷晶粒变小,陶瓷的铁电四方相-顺电立方相的转变温度即居里温度TC有少许上升,但陶瓷的压电性能明显劣化.     

ZrO2对Cr2O3-Al2O3陶瓷增韧的影响

为了研究ZrO2对Cr2O3-Al2O3复合陶瓷的增韧性能，利用WES-100型电液伺服万能试验机研究了ZrO2在Cr2O3-Al2O3陶瓷中的烧结行为以及热处理制度对材料力学性能的影响；并用XRD和SEM分析了陶瓷的韧性与晶体结构及显微组织之间的关系。结果表明，随着ZrO2质量分数的增加，Cr2O3-Al2O3陶瓷的烧结温度降低，烧成的陶瓷的致密度提高。ZrO2晶内的（Cr0．6Al0.4）2O3晶粒能产生巨大的热压应力，阻止裂纹扩散，产生明显的增韧效果。     

TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3绝缘结构的真空沿面闪络特性

基于变插入层介电常数的多层绝缘结构能改善电场分布、提高真空沿面闪络特性.通过真空热压烧结制备了TiO2/Al2O3-Al2O3-TiO2/Al2O3(A-B-A)3层绝缘结构,A层w(TiO2)为0.5%到20%.测量了该绝缘结构的真空沿面闪络特性,发现闪络特性随w(TiO2)的增加而提高,当w(TiO2)为20%时,其脉冲初次闪络电压较同等厚度的Al2O3陶瓷提高了63%.研究发现:A层的介电常数可由w(TiO2)调控,介电常数的增大能有效降低真空-绝缘子-阴极三结合点处的电场强度;A层表面存在的TiO2颗粒可以减小二次电子发射系数并改善表面电荷分布;TiO2的电导率虽比Al2O3高,但其仍为绝缘体,即使TiO2含量较高时也不会形成贯穿的导电通道.     

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...     

ZnO/Na2O(mol)对cBN陶瓷砂轮性能的影响

通过DSC-TG综合热分析、X衍射分析、线膨胀测试仪、扫描电镜等测试方法研究了ZnO/Na2 O(mol)(Z值)对Li2O-K2 O-SiO2-Al2O3-B2O3系陶瓷结合剂及立方氮化硼砂轮性能的影响,结果发现:ZnO能够抑制α-石英晶相析出,诱导析出低膨胀晶体Li2OAl2O37.5SiO2,并随着Z值的增加,α...     

H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化合成己二酸

以环己酮为原料,w(H2O2)=30%的过氧化氢为氧化剂,在硫酸氢钠作为助剂的条件下,采用H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3作催化剂合成己二酸。探讨H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3对合成己二酸的催化活性,较系统地研究了催化剂用量、氧化剂用量、酸性助剂硫酸氢钠用量及反应时间四因素对反应的影响。实验表明:H4SiW12O40/ZrO2-Al2O3催化剂是合成己二酸的良好催化剂,在固定环己酮用量为0.1mol的情况下,当催化剂用量为2g,氧化剂用量为50mL,酸性助剂硫酸氢钠的用量为0.05g,反应时间为6h的优化条件下,产品收率可达78.7%。     

三元配合物[Ni(hmta){SSP(OC6H11)2}2]的合成、谱学性质与晶体结构

作者首次合成了含饱和四氮杂大环hmta(hmta=meso-5,7,7,12,14,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷)和O,O'-二环己基二硫代磷酸的三元镍(Ⅱ)配合物[Ni(hmta){SSP(OC6H11)2}2],通过元素分析、红外光谱、1H核磁共振谱和电子光谱对其进行了表征,并用单晶X-ray衍射法测定了它的晶体结构.配合物属三斜晶系,空间群为P-1,晶胞参数为a=8.236(2)A,b=10.311(5)A,c=15.320(4)A,α=100.46(3)°,β=93.80(2)°,γ=104.45(3)°,V=1230.3(8)A3,Z=1,Dc=1.299 mg‘cm3,F(000)=504,μ(Mo Ka)=10.40 cm-1,最终偏离因子(I>2σ(I))R=0.0355,wR=0.0938,相应的可观测反射数为2809.测定结果表明配合物中的配体(C6H11O)2PSS-为单齿配体,金属镍离子与硫和氮形成了六配位的拉长的八面体配合物,配合物分子具有中心对称性;同时晶胞中配合物的两配体hmta和(C6H11O)2PSS-之间形成了两种N-H…S氢键.     

(H3O)3｛Cu2（H2O）2（4-ptz）4[Cr（OH）6Mo6O18]｝的合成与晶体结构

采用水热法合成了一例由Anderson型铬钼酸构筑的有机无机杂化材料:(H3O)3{Cu2(H2O)2(4-ptz)4[Cr(OH)6Mo6O18]}.用单晶X射线测定其晶体结构,该晶体属三斜晶系,空间群P-1.晶胞参数a=1.351 2(3)nm,b=1.353 3(3)nm,c=1.619 8(3)nm,α=68.64(3)°,β=68.64(3)°,γ=64.75(3)°.V=2.466(8)nm3,Z=2,Mr=1 822.44,Dc=2.454g/cm3,F(000)=1 770,μ=2.642mm-1,全矩阵最小二乘法修正至R=0.062 1,wR=0.167 6.化合物由质子化的水和二维层{Cu2(H2O)2(4-ptz)4[Cr(OH)6Mo6O18]}3nn-构成.     

[Cu(HDPC)2]3·(HOx)2·6.5H2O的合成及晶体结构

在水溶液中首次合成配合物[Cu(HDPC)2]3.(HOx)2.6.5H2O(化学式为C60H51Cu3N8O32.50),并对其结构用X-射线衍射和元素分析表征。配合物属三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=14.702(3),b=16.056(2)A,c=16.137(3)A;α=113.951(9),°β=107.996(13),°γ=97.154(11),°v=3171.0(9)A3,Z=2,D c=1.670M g/m3,μ=1.102mm-1。铜在晶体结构中均为压扁的八面体构型。     

SiO2对重力分离-SHS法制备Al2O3/Fe复合管组织的影响

采用重力分离-自蔓延高温合成(Self-propagating High-temperature Synthesis，简称SHS)法制备了Al2O3／Fe陶瓷内衬复合管。分析了添加剂SiO：对复合陶瓷层的相组成、陶瓷层的表面质量以及对Al2O3／Fe过渡层的影响。XRD分析表明，陶瓷层主晶相为α-Al2O3、FeAl2O3，加入SiO2后可形成Al2SiO3硅线石。SEM观察发现，SiO2的加入量过多会降低过渡层的质量，使过渡层变薄，结合形式由冶金结合变为机械结合。