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.     

纳米ZrO2的超声沉淀法制备与表征

将超声辐射应用于以氯氧化锆(ZrOCl2·8H2O)和氨水(NH3·H2O)为原料的沉淀法制备纳米ZrO2粉体的工艺过程,制备出纳米ZrO2粉体。通过XRD、DTA／TG和SEM等技术研究了纳米ZrO2的合成过程及粉体性能。结果表明:超声辐射引入普通沉淀法,超声波的空化作用可使前驱体颗粒细化,抑制其团聚并延缓其向凝胶转变,从而可制备出ZrO2 纳米粉体;这种方法所得纳米ZrO2粒子外貌为球形,粒度分布均匀,分散性好。     

尿素为沉淀剂水热法制备稳定Y-Ce-ZrO2纳米粉体

以尿素为沉淀剂，采用均匀沉淀-水热法成功地制备了2 mPl％Y2O3-5．5mol％CeO2稳定的纳米四方相ZrO2。研究了溶液的浓度、水浴时间、水热时间对ZrO2粉体的晶型和形貌的影响。结果表明在一定工艺条件下可制备平均粒径在10～20nm，粒度分布窄，分散性好的纳米稳定Y2O3-CeO2-ZrO2粉体。     

Al2O3/ZrO2纳米复合粉前驱体的制备

本文采用草酸为络合剂,氨水为沉淀剂制备Al2O3/ZrO2复合粉的前驱体,研究了不同沉淀剂对Al2O3/ZrO2复合粉前驱体溶胶团聚的影响。利用透射电镜（TEM）对溶胶进行了表征,研究结果表明：采用草酸为络合剂,氨水为沉淀剂的方法可以明显的改善Al2O3/ZrO2复合粉前驱体溶胶的团聚情况,干燥后得到的复合粉体没有明显的硬团聚;但络合法制得的复合粉的收得率低于直接法。     

ZrO2(Y_2O_3)超细粉的制备及制备过程中团聚状态的控制

本文采用化学共沉淀法来制备ZrO_2(Y_2O_3)超细粉.制备过程中,沉淀、清洗、干燥、锻烧每一步都能引起团聚体的形成.因此必须对此进行严格控制,才能制备出少团聚、有利于烧结的、性能良好的ZrO_2(Y_2O_3)超细粉料.     

Y_2O_3超微粉及其透明陶瓷的制备

研究了化学沉淀法制备氧化钇超微粉的工艺及透明氧化钇陶瓷的制备工艺·以Y(NO3)3和NH3·H2O为原料,采用沉淀法制备出化学组成为Y2(OH)5(NO3)·nH2O的先驱沉淀物·发现在Y(NO3)3溶液中添加少量(NH4)2SO4,可以使先驱沉淀物由规则颗粒变为雪花状,并能减轻煅烧得到的氧化钇粉体的团聚·先驱沉淀物在1100℃下煅烧4h,得到了平均粒径为50nm的氧化钇粉体·该粉体经单向压制成型后,在1700℃真空烧结4h得到了透明Y2O3陶瓷·     

La2O3-Y2O3-ZrO2低团聚纳米复合陶瓷粉末的制备

以ZrOCl2·8H2O、Y(NO3)3·6H2O和La2O3为原料,聚乙二醇(PEG)为分散剂,无水乙醇/水(醇水体积比为5:1)和水为溶剂,在溶胶和溶液体系中采用反向共沉淀方法,制备0.6%La2O3-4.473%Y2O3-ZrO2(LaYSZ,摩尔分数)纳米复合陶瓷粉末.通过透射电镜、扫描电镜、X线衍射等表征.结合胶体稳定性的DLVO理论分析以醇水为溶剂制备的LaYSZ粉末团聚程度低、粒径细小的原因.研究结果表明;以醇水为溶剂时,随着加热反应时间增加LaYSZ粉末的比表面积增加,加热反应7 h,采用反向滴淀方式制备的LaYSZ粉末的粒径约为15 nm,粉末团聚少;以水为溶剂时,采用反向滴淀方式制备的LaYSZ粉末粒径约为100nm,粉末团聚严重.     

球形纳米氧化锆粉末的制备

以二甲苯为油相,span-80为表面活性剂,Zr(NO3)4(3Y)水溶液为水相的W／O乳浊液,采用尿素均匀沉淀结合法制备四方相ZrO2(3Y)纳米粉。利用正交实验方法研究W／O乳浊液和尿素均匀沉淀结合法合成ZrO2(3Y)纳米粉的工艺参数对粉末粒径的影响,用XRD,TEM,BET和Raman光谱等分析手段对粉末及其前驱体进行分析和表征。得出最佳工艺条件为:水相在乳浊液中的体积分数为15％,Zr(NO3)4与CO(NH2)2的量比为1:8,反应温度为120℃,反应时间为3 h。利用最佳工艺条件所得的四方相ZrO2(3Y)纳米粉球形度良好,分散性优异,粉末的平均粒径约为50nm。     

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%。     

醇-水溶液加热法制备稀土Ce掺杂纳米ZrO_2(3Y)及其特性研究

采用醇水溶液加热法制备了掺杂3?2O3的纳米ZrO2(3Y)粉体,并制得了相应的敏感元件,研究了掺杂对纳米ZrO2(3Y)结构和敏感特性的影响.结果表明,掺入3%的Ce2O3明显改善了样品的结晶程度并使其晶相结构在一定的温度范围内保持稳定,同时也减缓了样品由四方相结构向单斜相结构转变的速度,极大地改善了元件氧灵敏度的线性化程度.     

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.     

复合固体超强酸催化剂SO_4~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-WO_3的制备及表征

采用沉淀浸渍法制备复合固体超强酸催化剂SO24-/ZrO2-Al2O3-WO3,运用Hammett指示剂法、FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET等对相应的催化剂进行表征,并研究了陈化温度、焙烧温度、浸渍液浓度等制备条件以及Al2O3、WO3等不同金属氧化物的引入对SO24-/ZrO2的影响。结果表明,低温陈化的试样具有较强的酸性和催化活性,添加Al2O3可增大催化剂的比表面积和酸度值,引入WO3有利于酸性的增强。复合固体催化剂SO42-/ZrO2-Al2O3-WO3的最佳制备方案是,陈化温度为-10℃、m(Al2O3)/m(ZrO2)为3.5、m(WO3)/m(ZrO2)为1、浸渍液(NH4)2SO4浓度为1.0 mol.L-1、焙烧温度为500℃。该催化剂用于乙酸正丁酯的合成,其酯化率达到98.5%。     

纳米Al2O3对纳米ZrO2(4Y)常压烧结致密特性及电性能影响

采用纳米ZrO2(4Y)粉和纳米Al2O3粉为原料,对掺少量Al2O3的ZrO2(4Y)陶瓷进行无比压烧结研究。实验结果表明,掺适量的Al2O3可提高致密度,降低烧结温度。掺1．0wt％纳米Al2O3在1200℃煅烧2小时的陶瓷致密度为99．0％,烧结体晶粒长大略减缓。在纳米ZrO2(4Y)中掺入少量的纳米Al2O3可降低电导活化能,提高电导率。     

液相法纳米氧化铝粉的制备

以廉价的无水氯化铝为主要原料，采用液相法制备出Al(OH)3沉淀，经1200℃2h煅烧，得到了平均粒径为30nm～80nm的α-Al2O3，超细粉末，并对不同工艺方法对纳米氧化铝粉的粒度、分散特性及物相构成等方面的影响进行了分析和讨论。实验结果表明，不同的滴定方式对α-Al2O3，粉的颗粒大小、颗粒形态和团聚程度有重要影响，较高的煅烧温度可获得纯的α-Al2O3，纳米粉末。     

复合固体超强酸催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3的制备及表征

采用沉淀浸渍法制备复合固体超强酸催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3,运用Hammett指示剂法、FT-IR、XRD、SEM、TGA和BET等对相应的催化剂进行表征,并研究了陈化温度、焙烧温度、浸渍液浓度等制备条件以及Al2O3、WO3等不同金属氧化物的引入对SO2-4/ZrO2的影响.结果表明,低温陈化的试样具有较强的酸性和催化活性,添加Al2O3可增大催化剂的比表面积和酸度值,引入WO3有利于酸性的增强.复合固体催化剂SO2-4/ZrO2-Al2O3-WO3 的最佳制备方案是, 陈化温度为-10 ℃、m(Al2O3)/m(ZrO2)为3.5、m(WO3)/m(ZrO2)为1、浸渍液(NH4)2SO4浓度为1.0 mol·L-1、焙烧温度为500 ℃.该催化剂用于乙酸正丁酯的合成,其酯化率达到98.5%.     

稳定化ZrO2超微粉体的制备及其催化CO氧化反应性能

采用凝胶—超临界流体干燥工艺制备无团聚ZrO2(CaO)超微粉体，考察ZrO2(CaO)及M/ZrO2(CaO)催化剂对CO完全氧化反应的催化活性．研究发现，超临界流体干燥可以有效地防止凝胶干燥过程中硬团聚体的生成，从而获得高比表面积、大孔体积、小粒径且具有良好单分散性能的ZrO2(CaO)粉体．作为催化剂活性组分及裁体，超微ZrO2(CaO)在CO完全氧化反应中表现出优良的性能．未担载任何活性组分的超微ZrO2(CaO)是CO完全氧化反应的高温催化剂，其50％转化温度约为280℃，100％转化温度为550℃；以超微ZrO2(CaO)粉体作裁体，担载Ni，Cu和Pd的负载型催化剂对CO低温氧化表现出较高的催化活性．     

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.     

ZTA纳米复相陶瓷的制备研究进展

介绍了ZTA(ZrO2 toughening Al2O3)复相纳米陶瓷国内外发展情况和ZTA陶瓷的主要性能及结构，论述了ZrO2增韧Al2O3的几种增韧机理和制备ZTA复相纳米陶瓷粉体的主要方法。     

激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷的显微组织与断裂韧性

采用激光区熔定向凝固技术制备Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷,研究其在超高温度梯度、不同激光工艺条件下的快速凝固组织特征及其相互影响,并对其力学性能以及增韧机制进行了分析. 研究结果表明:(1)激光区熔定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶由α-Al2O3、YAG以及ZrO2三相组成,不存在其他相以及相间晶团. 各相均匀连续分布,耦合生长,呈网状结构,是典型的快速凝固层片状非规则共晶组织. (2)在一定的激光功率密度下,共晶间距随扫描速度的增大急剧减小,最小间距仅为0.2～0.3 μm. (3)Y2O3在ZrO2中具有一定的固溶度,固溶程度不同时,ZrO2呈现不同的形貌. (4)定向凝固Al2O3/YAG/ZrO2共晶陶瓷的硬度高达18.67 Gpa,室温断裂韧性为8.0 Mpa·m1/2. 第三组元ZrO2的加入、相的小尺寸效应以及裂纹分叉是韧性增强的主要原因.     

热压ZrO2/MoSi2复合材料的强韧化效果与机制

用纳米尺寸的ZrO2粒子对MoSi2的增韧补强效果及其作用机制进行了初步研究和探讨.结果证明不含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒对MoSi2的增韧效果显著,而含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒的增韧效果有限.前者的增韧机制主要以微裂纹增韧为主,致使室温断裂强度有所降低;后者主要是应力诱发的相变增韧为主,故断裂韧性与强度同时得到了提高.断口分析表明复合材料中ZrO2粒子使MoSi2的断裂模式从穿晶型向准解理穿晶或沿晶型"碎化"断裂模式转变,这种断裂模式的转变与断裂韧性的提高相对应.另外还发现应力诱发相变增韧效果有限可能与基体晶粒较粗以及纳米粒子在热压过程中的团聚长大有关.