稀释剂Al_2O_3对Al/TiO_2自蔓延高温合成反应影响的研究

在研究稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对自蔓延高温合成反应４Ａｌ＋３ＴｉＯ＿２＝３Ｔｉ＋２Ａｌ＿２Ｏ＿３的绝热温度及反应模式的影响的基础上，研究了稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３对该ＳＨＳ反应过程的影响以及对合成Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料组织结构的影响．结果表明，稀释剂Ａｌ＿２Ｏ＿３含量增加，ＳＨＳ反应所必需的预热温度提高，燃烧速率降低，且燃烧不稳定；制备的Ｔｉ／Ａｌ＿２Ｏ＿３金属陶瓷复合材料致密度下降，但产生裂纹的倾向减少．     

Al／TiO2自蔓延高温合成反应的研究

研究了Ａｌ／ＴｉＯ２自蔓延高温合成反应中反应物原始状态对燃烧过程中燃烧温度、燃烧速率和燃烧稳定性的影响．同时重点研究了Ａｌ／ＴｉＯ２自蔓延高温化学反应的反应机理，初步建立了其反应模型．     

铝热法合成TiB_2－Al_2O_3系陶瓷原料反应机理

通过Ａｌ，Ｂ２Ｏ３和ＴｉＯ２体系的热力学分析指出了铝热法合成ＴｉＢ２的可能性．通过各种不同条件下反应过程的差热实验、Ｘ射线衍射等实验分析，对该体系的反应机理有了较系统深入的认识，得出：利用Ａｌ，Ｂ２Ｏ３和ＴｉＯ２（锐钛砂）在氩气中以较低的温度可合成出较纯的ＴｉＢ２及Ａｌ２Ｏ３陶瓷原料．     

复合固体酸TiO2—SnO2—Al3O3催化合成柠檬酸酯的研究

首次将ＴｉＯ２－ＳｎＯ２－Ａｌ３Ｏ３复合固体酸催化剂用于催化合成柠檬酸酯,柠檬酸２ｈ的转化率达９９．３％。催化剂制备及合成柠檬酸酯的较好工艺条件是：Ｔｉ／Ｓｎ／Ａｌ（摩尔比）１：１：３,焙烧温度５５０℃,熔烧时间３ｈ,催化剂用量１．２％（占酸醇总量）,酸／醇（摩尔比）１：５,反应时间２ｈ。该催化剂具有良好的重复使用及再生性能。     

BaO改性Al2O3的高温热稳定性

系统地研究了Ｂａ改性Ａｌ２Ｏ３在１１５０℃焙烧５ｈ后的高温热稳定性及影响因素。用ＢＥＴ方法、Ｎ２吸附－脱附等温线和粉末Ｘ光衍射表征了拟薄水铝石的凝胶处理、高温热处理气氛以及Ｂａ的量对氧化铝的表面积、孔结构和晶相的影响,结果表明,ＢａＯ的存在抑制了Ａｌ２Ｏ３晶粒的生长和ａ相变,并与Ａｌ２Ｏ３高温固相作用生成ＢａＯ．６Ａｌ２Ｏ３,随ｘ（ＢａＯ）：ｘ（Ａｌ２Ｏ３）的增加,ＢａＯ的高温稳定作用加强,当ｚｘ     

Al_2O_3 弥散 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具

在Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷中，通过加入Ａｌ２Ｏ３弥散颗粒，使材料的硬度和高温性能都得到提高，从而获得更好的切削耐磨性。研究结果表明：Ａｌ２Ｏ３的引入使Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的常温强度和韧性有所下降而硬度和高温力学性能得到了改善。切削试验表明：Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３系金属陶瓷比硬质合金、Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ复合陶瓷刀具有更好的切削性能。ＳＥＭ观察表明：在Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）－Ａｌ２Ｏ３金属陶瓷中，Ａｌ２Ｏ３与Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）有相互抑制晶粒生长的作用，使Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的晶粒更细化     

Fe3Al／TiC复合材料的耐高温冲蚀性能

研究了Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料在高浓度ＳＯ２和ＳｉＯ２细颗粒气流中的耐高温冲蚀磨损性能,并与Ｆｅ３Ａｌ基合金和钴基高温合金在同等实验条件下进行比较,结果表明：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的高温抗冲蚀性优于２种对比材料。ＳＥＭ分析显示：Ｆｅ３Ａｌ／ＴｉＣ复合材料的冲蚀表面形貌以薄片屑形成机制为主。     

可调谐激光材料－掺杂铝酸铍单晶的生长及其光谱特性

先使用烧结法合成掺杂铝酸铍（ＢｅＡｌ_２Ｏ_４）多晶体，然后采用熔盐法从三元系熔剂中生长出掺ｃｒ^３＋和Ｔｉ^３＋的ＢｅＡｌ_２Ｏ_４单晶。通过控制熔剂成份的摩尔比，溶质与混合溶剂的配比以及降温速率，获得尺寸分别为１０ｍｍ×５ｍｍ×４ｍｍ和８ｍｍ×４ｍｍ×３ｍｍ的透明Ｃｒ（３＋）：ＢｅＡｌ_２Ｏ_４和Ｔｉ^３＋：ＢｅＡ１_２Ｏ_４单晶。并讨论了它们的光谱特征和激光性能。     

复合钙钛矿结构高温压电陶瓷材料的研究

研究了Ｐｈ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３，Ｂｉ２／３（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３以及Ｂｉ（Ｃｄ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３改性的ＰｂＴＩＯ３陶瓷的高温压电性能．结果表明，对ＡＢＯ３型钙钛矿结构的ＰｂＴＩＯ３进行Ａ和Ｂ位复合取代可得到压电性能优良、适合于高温应用的压电陶瓷材料．其优良的压电性能及较好的温度稳定性与Ｂｉ３＋的半径、Ｂｉ３＋在Ａ位取代所产生的铅缺位以及Ｂ位复合取代的钙钛矿结构化合物较高的居里温度有关．     

Al2O3／ZrO2层状复合陶瓷的研究

用辊轧工艺，在最佳成分配比及烧结制度下，制备了Ａｌ２Ｏ３／２０％Ａｌ２Ｏ３（ｎｍ）＋２０％ＺｒＯ２＋６０％Ａｌ２Ｏ３（μｍ）／Ａｌ２Ｏ３层状复合陶瓷，通过断裂韧性的测定，发现层状复合的断裂韧性值比无层状复合的Ａｌ２Ｏ３或ＺｒＯ２增加Ａｌ２Ｏ３有很大的提高，利用扫描电镜（ＳＥＭ）对层状复合的微观结构进行了观察，讨论了层状复合的增韧机制和ＺｒＯ２诱发微裂纹的机理，同时观察到层状复合断裂的典型特征为台阶     

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.     

Al_2O_3-TiC 和 Al_2O_3-TiB_2 的热力学分析

从理论上对铝热剂燃烧合成复相陶瓷Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２的绝热温度及产物中Ａｌ２Ｏ３的熔化率进行了研究．随着预热温度的升高或稀释剂含量的降低,反应体系的绝热温度升高,但在２３０３Ｋ处均出现一个平台,其原因是Ａｌ２Ｏ３的熔化率不固定,在０～１之间变化．随预热温度的升高,燃烧反应能够自我维持的临界稀释剂的添加量也增多．     

Au/Al_2O_3/Al整体型催化剂的研究

采用阳极氧化法制备了Al2O3/Al载体,研究了阳极氧化条件(硫酸浓度、电流密度、氧化时间等)对载体比表面积和孔结构的影响.用这种载体,经过水合或负载CeO2、Fe2O3等助剂对载体的不同处理后,采用浸渍法制备了金负载量为1%的Au/Al2O3/Al、Au/Al2O3-CeO2/Al、Au/Al2O3-Fe2O3/Al催化剂,考察了其CO催化氧化活性.结果表明:阳极氧化条件对载体的表面结构有着显著的影响,同时也明显影响到催化剂的活性;助剂CeO2的加入能明显提高催化剂的活性.     

In situ (α-Al2O3+ZrB2)/Al composites with network distribution fabricated by reaction hot pressing

In situ (α-Al2O3+ZrB2)/Al composites with network distribution were fabricated using low-energy ball milling and reaction hot pressing. Differential thermal analysis (DTA) was used to study the reaction mechanisms in the Al–ZrO2–B system. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) in conjunction with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to investigate the composite phases, morphology, and microstructure of the composites. The effect of matrix network size on the microstructure and mechani-cal properties was investigated.The results show that the optimum sintering parameters to complete reactions in the Al–ZrO2–B system are 850℃ and 60 min.In situ-synthesizedα-Al2O3 and ZrB2 particles are dispersed uniformly around Al particles, forming a network micro-structure; the diameters of theα-Al2O3 and ZrB2 particles are approximately 1–3μm. When the size of Al powder increases from 60–110μm to 150–300μm, the overall surface contact between Al powders and reactants decreases, thereby increasing the local volume fraction of re-inforcements from 12% to 21%. This increase of the local volume leads to a significant increase in microhardness of thein situ (α-Al2O3–ZrB2)/Al composites from Hv 163 to Hv 251.     

Effect of Al2O3 on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-MgO-Cr2O3 slags

We investigated the effect of Al2O3 content on the viscosity of CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3(mass ratio of CaO/SiO2 is 1.0,and Al2O3 content is 17wt%-29wt%)slags.The results show that the viscosity of the slag increases gradually with increases in the Al2O3 content in the range of 17wt%to 29wt%due to the role of Al2O3 as a network former in the polymerization of the aluminosilicate structure of the slag.With increases in the Al2O3 content from 17wt%to 29wt%,the apparent activation energy of the slags also increases from 180.85 to 210.23 kJ/mol,which is consistent with the variation in the critical temperature.The Fourier-transform infrared spectra indicate that the degree of polymerization of this slag is increased by the addition of Al2O3.The application of Iida’s model for predicting the slag viscosity in the presence of Cr2O3 indicates that the calculated viscosity values fit well with the measured values when both the temperature and Al2O3 content are at relatively low levels,i.e.,the temperature range of 1673 to 1803 K and the Al2O3 content range of 17wt%-29wt%in CaO-SiO2-Al2O3-8wt%MgO-1wt%Cr2O3 slag.     

外加Al2O3颗粒对Ti-Al-TiO2系合成产物微观结构的影响

Ti-Al-TiO2体系外加不同含量的Al2O3颗粒获得了Al2O3/TiAl基复合材料,研究了产物的相组成及微观组织.结果表明:Al2O3颗粒多分布在基体晶界处.随外加Al2O3含量的增大,晶粒变小,但增强相颗粒团聚严重.外加Al2O3量存在一个临界值.含量过高,易造成结构疏松,不致密,形成大的气孔,且由于TiO2的活化作用,会造成外加的Al2O3颗粒烧结呈板状联结分布;含量较低,颗粒与界面的结合不够紧凑,但颗粒的结晶度较好.     

常温常压铝水反应制备氢能源新材料的研究

为降低碱性水溶液体系下铝水反应的制氢成本,减少设备腐蚀及解决氢气的贮存和运输等问题,利用原位自生技术成功制备出纳米陶瓷颗粒为第二相的铝复合材料粉末,研究其与水在常温常压下的反应制氢过程.显微组织结果表明,复合材料粉末中纳米陶瓷颗粒的直径约为10~50nm,且在铝基体上呈均匀分布.物相分析结果显示,铝水反应产物由Al(OH)3、TiB2和Al2O3组成,表明该复合材料粉末可与水持续、充分地发生反应,反应产率可达100%.分析认为,氢气的产生原因在于陶瓷颗粒与铝电极电位的较大差异,使陶瓷颗粒作为电化学腐蚀的阴极,从而产生了大量析氢反应所致.     

Electrical conductivity optimization of the Na3AlF6-Al2O3-Sm2O3 molten salts system for Al-Sm intermediate binary ahoy production

Metal Sm has been widely used in making Al-Sm magnet alloy materials.Conventional distillation technology to produce Sm has the disadvantages of low productivity,high costs,and pollution generation.The objective of this study was to develop a molten salt electrolyte system to produce Al-Sm alloy directly,with focus on the electrical conductivity and optimal operating conditions to minimize the energy consumption.The continuously varying cell constant (CVCC) technique was used to measure the conductivity for the Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2-Al2O3-Sm2O3 electrolysis medium in the temperature range from 905 to 1055℃.The temperature (t) and the addition of Al2O3 (W(Al2O3)),Sm2O3 (W(Sm2O3)),and a combination of Al2O3 and Sm2O3 into the basic fluoride system were examined with respect to their effects on the conductivity (κ) and activation energy.The experimental results showed that the molten electrolyte conductivity increases with increasing temperature (t) and decreases with the addition of Al2O3 or Sm2O3 or both.We concluded that the optimal operation conditions for Al-Sm intermediate alloy production in the Na3AlF6-AlF3-LiF-MgF2-Al2O3-Sm2O3 system are W(Al2O3) + W(Sm2O3) =3wt％,W(Al2O3)∶ W(Sm2O3) =7∶3,and a temperature of 965 to 995℃,which results in satisfactory conductivity,low fluoride evaporation losses,and low energy consumption.     

(TiB_2+Al_2O_3)增强铝基复合材料的制备工艺

将TiO2和B2O3原料混合后加入铝熔体,采用原位反应的方法,使其与铝液发生反应,制备出(TiB2+Al2O3)双相增强铝基复合材料.研究反应物加入量、反应时间、搅拌强度对复合材料的组织形貌产生的影响.结果表明,反应物加入体积分数为20%,反应时间为20 min,较大搅拌强度条件下原位生成的增强颗粒明显增多,晶粒细小,分布均匀.