浅谈陶瓷的烧制

陶瓷的工艺流程是主要由配料、成型、修坯、施釉、烧成这几个工艺步骤所组成。其中,施釉和烧成是极富特色的两个环节。坯体在干燥后施釉,施釉的方法有:施釉法、喷釉法、浇釉法、刷釉法、荡釉法还有旋釉法等。坯体在施釉完成后才能进入正烧。陶瓷一般需要二次烧成,分为素烧和釉烧。素烧温度较低,一般温度在800摄氏度左右。釉烧的温度需要在1200摄氏度左右。     

T0501005 日用细瓷低温快烧工艺

该项目主要从坯料、釉料及烧成温度三方面开展研究，大幅度地降低日用细瓷的烧成温度，缩短烧成周期，达到节能降耗、提高生产效率的目的。具体为：在坯料研究上，该项目在长石瓷的基础上引入20％～30％的纳长石，通过控制石英矿物含量，提高坯料细度等措施，提高坯料在烧成过程的反应速度，减少残余石英晶型转变带来的破坏作用，保证在低温快烧时，各组分充分反应熔融，形成致密细腻的瓷质，     

MgAlON结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能

采用反应烧结法制备了MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样,研究了不同主晶相对MgAlON单相结合相形成温度的影响及化学反应引起的体积膨胀和氧化物挥发对材料烧结的影响.结果表明:虽然用以形成MgAlON结合相的混合细粉的组成和数量都相同,但MgAlON结合的镁质、镁铝尖晶石质和刚玉质试样中形成MgAlON单相结合相的温度是不同的,依次呈升高趋势;MgAlON结合镁质试样在烧成过程中体积显著膨胀,MgO大量挥发,烧后试样镁砂颗粒和基质结合松散,密度低,强度小;MgAlON结合刚玉试样在烧成过程中体积膨胀小,氧化物挥发少,烧后试样刚玉颗粒和基质结合紧密,密度较高,强度较大;而MgAlON结合镁铝尖晶石试样烧成过程中的体积膨胀量、氧化物挥发量,烧后试样颗粒和基质的结合程度、密度和强度都介于前两者之间.     

磷渣代替熟料作晶种对熟料形成的影响

本文研究了磷渣代替熟料作晶种对生料易烧性、熟料形成过程和熟料形成动力学的影响。研究表明，磷渣配料，由于形成中间相矿物Ｃ１１Ｓ４ＣａＦ２，可极大地改善生料易烧性，降低熟料形成活化能，加速熟料矿物的形成，从而使熟料烧成温度降低１００℃左右     

水泥熟料低温烧制新法

用高炉矿渣替代粘土和矸石进行配料，在水泥熟料的形成过程中，高炉矿渣不仅作为硅质及铝质原料，还可以起到晶种的作用。用此方法，不仅可以改善生料的易烧性，并可降低液相出现温度和烧成温度。     

硅率和铝率对阿利特形成反应率的影响

通过测定熟料的烧失量和游离氧化钙质量分数,利用金斯特林格方程计算熟料的形成反应率。结合熟料烧成过程中液相量的计算,分析不同温度下熟料硅率和铝率对阿利特形成的影响。结果表明:硅率在2.1~2.5、铝率在1.2~2.1范围内,熟料率值对阿利特形成有很大影响。硅率一定,随铝率升高,液相量变化不大,液相黏度变大,熟料易烧性较差,反应率降低;同样,铝率一定,随硅率升高,熟料的液相量变小,熟料易烧性变差,反应率降低。煅烧温度1 400、1 450、1 500℃,随温度升高,液相量增多,易烧性变好,反应率增大。     

CuO对水泥熟料烧成及C3S形成动力学的影响

研究CuO对水泥熟料烧成的影响,针对不同掺量CuO,使其煅烧至不同温度,利用化学分析法分析熟料中f-CaO的含量,并计算形成C3S的表观活化能。结果表明:在1 300℃时,掺入适量CuO后对改善易烧性具有显著的作用,但是在1 450℃时,掺入CuO对改善生料易烧性不利。在生料中掺入CuO的量越多越能促进C3S的形成,有利于改善生料的易烧性。     

天然石英晶体形貌特征

以热液型石英晶体为对象,研究了过饱和度和温度对石英晶体形貌的影响,并运用PBC理论和负离子配位多面体理论对石英晶体形貌特征的形成机理进行了研究.研究结果表明:在温度高、过饱和度大的条件下形成的晶体,晶形以短柱状为主,(1010)微形貌不发育,(1011)和(0111)形成生长丘;在温度低、过饱和度小的条件下形成的晶体,晶形以长柱状、柱状为主,(1010)形成水平生长层,(1011)和(0111)形成生长锥,(1121)形成生长层;纯度较高的碱性溶液促进了(1121)的发育.     

搪瓷烧成温度计算方法

搪瓷釉的烧成过程是一种"液相烧结"过程,其传质有赖于熔体的粘性流动.根据玻璃态物质化学组成-结构-粘度-温度的一般关系,推导出计算瓷釉烧成温度(T烧)的经验公式.     

搪瓷烧成温度计算方法

搪瓷釉的烧成过程是一种“液相烧结”过程，其传质有赖于熔体的粘性流动。根据玻璃态物质化学组成-结构-粘度-温度的一般关系，推导出计算瓷釉烧成温度(T烧)的经验公式。     

Study on Defects in Fe-Doped SrTiO_3 by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy

SrTi_(1-x)FexO_(3-d) ceramics were prepared using a traditional solid-state reaction method. From X-ray diffraction(XRD) result, we found that the doped Fe~(3+) dissolved in the lattice, and no secondary phase was observed. Cation vacancies in perovskite oxides were identified via positron annihilation lifetime spectroscopy(PALS) measurements. Undoped and Fe-doped SrTiO_3 ceramics and single-crystal SrTiO_3 were measured by PALS at room temperature. The results show that the main defects in undoped SrTiO_3 ceramics are Ti-related defects, and the isolated Ti vacancy lifetime is about 183.4 ps. With the increase of Fe~(3+), the concentration of the Ti vacancies decreases accompanied by the appearance of the V 'Sr-nVggO(defect association of Sr vacancies and multiple O vacancies) vacancy defect complexes.     

NiAl晶体中点缺陷浓度的模拟计算

利用嵌入原子法（ＥＡＭ）势函数,采用分子静态弛豫方法得到了ＮｉＡｌ合金中Ａｌ空位、Ｎｉ空位、Ａｌ反位置缺陷和Ｎｉ反位置缺陷的形成能．通过平衡方程的建立及求解得到了各种点缺陷浓度随温度与组分的变化规律．研究结果表明,在ＮｉＡｌ合金中,当偏离化学计量比时,均存在“组分缺陷”．“组分缺陷”浓度基本不随温度变化,约在１０－２～１０－１数量级,而由原子热振动引入的“热缺陷”浓度随温度变化明显．ＮｉＡｌ合金的屈服强度和扩散系数随化学成分的变化,主要与不同化学成分合金的“组分缺陷”种类及浓度有关．     

TiAl合金晶体缺陷的计算机模拟研究

采用多体势,用分子动力学方法对TiAl中空位、反位原子、间隙原子以及小尺寸空位团（N0＝2,3,4）进行计算机模拟研究,分析讨论了空位团最稳定的构形,研究了空位团对单位迁移的影响。计算结果表明,TiAl中钛空位的形成能大于铝空位的形成能;热平衡状态下存在大量的钛反位原子;间隙原子形成能较大,为空位形成能的2,3倍;在稳定存在的空位团中,每个空位都尽可能地与其他空位保持最近邻关系;已有的空位团可作为空位的凝聚中心具有捕获或吸收附近空位的能力,从而形成更大的空位团。     

镁铝尖晶石本征色心的计算机模拟

利用计算机模拟技术和经验参数化方法,通过对镁铝尖晶石(MgAl2O4)晶体结构、晶格形成能及本征缺陷形成能的计算,论证了镁空位VMg^2-、氧空位Vo^2 和少量的AlMg^ 是MgAl2O4中的本征点缺陷．并指出其会以[VMg^2--Vo^2 ]空位对和[VMg^2--2lMg^ ]的形式实现电荷补偿．     

空位缺陷对CrSi_2光电性能的影响

采用第一性原理方法,计算含空位缺陷CrSi2的电子结构和光学性质,并分析含Cr和Si空位缺陷的CrSi2光电性能.结果表明:Cr和Si空位均使CrSi2的晶格常数和体积变小;能带结构密集而平缓,且整体向上移动,Si空位缺陷形成带隙宽度为0.35eV的p型间接带隙半导体,Cr空位缺陷在原禁带间出现两条新的能带;含空位缺陷CrSi2的电子态密度仍主要由Cr3d层电子贡献,Si空位缺陷对电子态密度的影响较小,Cr空位缺陷提高了Fermi面处的电子态密度;与CrSi2相比,含空位缺陷CrSi2的介电峰均向低能方向略有偏移且峰值降低,吸收系数明显变小.     

Si晶体中螺位错滑移特性的分子动力学

在保持Si晶体模型完全周期性的边界条件下, 采用位错偶极子模型在其内部建立一对螺位错. 通过Parrinello-Rahman方法对模型施加剪应力, 并应用分子动力学计算位错运动速度及交滑移的发生与外加剪应力间的关系. 在此基础上进一步研究晶体内的空位缺陷对螺位错运动的影响. 结果表明, 在位错滑移面上的六边形环状空位聚集体可加速螺位错的运动, 并且螺位错能通过交滑移跨越该空位缺陷, 避免产生钉扎现象. 揭示了低温层中大量存在的空位缺陷是降低位错密度的原因.      

静电场时效处理温度对GH4169合金点缺陷的影响

将静电场时效处理应用于GH4169镍基高温合金,以研究静电场对合金内部点缺陷的影响.结果表明:500℃无电场时效处理所提供的能量不足以使一些处在正常点阵位置上的原子跳出能垒而形成新的单空位,但可促进大量处于畸变位置上和邻近空位的原子实现再次的跃迁.强静电场的施加使合金内部不带电原子产生梯度力,加速了原子的振动.在600,700和800℃时效20 h过程中施加8 kV/cm强静电场,其平均正电子湮没寿命提高6%~7%,增大了合金内部平均空位尺寸.     

基于正电子湮没寿命谱研究Fe-6.5wt.%Si合金中热空位的生成

正电子湮没技术（PAT）是一种无损伤的材料探测技术,它可以反映正电子所在处电子密度或电子动量分布的信息.由于正电子对原子尺度的缺陷非常敏感,所以正电子湮没技术（PAT）是研究纯金属及金属间化合物中热空位生成的有效工具.基于正电子寿命谱技术对金属间化合物Fe-6.5wt.%Si合金热轧板在不同温度退火后缺陷变化进行研究,发现了正电子平均寿命在673K左右迅速增加,673至1073K温度范围内平均正电子寿命的温度曲线为明显的S形状,1073K以上平均正电子寿命趋于常数,通过分析正电子平均寿命的温度变化曲线,得到了Fe-6.5wt.%Si合金中热空位生成的临界温度值,并计算得到了该合金的空位生成激活焓为HVF=0.54eV.     

基于分子动力学模拟的含缺陷石墨烯力学性能的研究

基于分子动力学模拟的方法,研究了空位缺陷的位置、形状以及原子缺失率对石墨烯杨氏模量的影响。研究结果表明,单空位缺陷的位置对石墨烯杨氏模量有一定的影响,当施加应力方向与边缘缺陷的截面方向相同时,边缘缺陷比中间缺陷使得石墨烯的杨氏模量下降更少。研究结果还发现,映射横向长条状缺陷、映射纵向长条状缺陷、映射圆孔状缺陷和随机缺陷都使得石墨烯杨氏模量随着原子缺失率的增大而减小。对于映射圆孔状缺陷和随机缺陷,锯齿型石墨烯杨氏模量减小的幅度与扶手型的减小幅度相差不大。对于映射横向长条状缺陷和映射纵向长条状缺陷,锯齿型和扶手型石墨烯杨氏模量的减小幅度相差较大,这与石墨烯的手性矢量方向和条状缺陷方向是否一致有关。     

3 C-SiC电子结构和铁磁性的第一性原理研究

基于第一性原理计算的方法,研究了3C-SiC中缺陷的磁学性质。结果表明,-1价和-2价的硅空位可分别引入3μB 和2μB 的磁矩,而中性的硅空位却不能引入自发的自旋极化。由于缺陷波函数的扩展性,-2价的硅空位间在距离0.8616 nm时仍然是长程铁磁耦合的,但-1价的硅空位间是反铁磁耦合,因而该种缺陷对磁性没有贡献。