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.     

复合多铁材料0.2NiFe2O4/0.8BaTiO3的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶与固相反应相结合的方法制备0.2NiFe2O4/0.8BaTiO3复合多铁材料.X射线衍射结果表明,铁电相与铁磁相共存.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌进行了分析.扫描电子显微镜结果表明材料内部是异质结构的,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)结果分析复合材料由NiFe2O4和BaTiO3两相构成,并且两相之间存在明显的界面.电滞回线表明,样品具有铁电性,但存在着一定的漏电.利用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性能进行了测量,由于NiFe2O4的存在,样品具有磁性.     

复合氧化物陶瓷在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O4,ZnFe2O4,ZnAl2O4在Na3AlF6 Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O3浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明:NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.0085%和0.0700%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.0313%和0.0700%;ZnAl2O4组元中Zn的饱和溶解度为0.0265%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2O3的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.     

复合氧化物陶瓷在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解性

用等温饱和法测定了NiFe2O44,XnFe2O4,XnAl2O4在Na3AlF6-Al2O3熔体中的溶解度,研究了电解质温度、Al2O33浓度和NaF与AlF3的分子比对NiFe2O4溶解度的影响.试验结果表明NiFe2O4组元中Ni和Fe在熔盐中的饱和溶解度分别为0.008 5%和0.070 0%;ZnFe2O4组元中Zn和Fe的饱和溶解度则为0.031 3%和0.070 0%;XnAl2O44组元中Zn的饱和溶解度为0.026 5%;NiFe2O4在铝电解质熔盐中具有较强的抗腐蚀性能,是一种较好的金属陶瓷惰性阳极基体材料;NiFe2O4的溶解过程受离解及离解产物NiO与Fe2Os的化学溶解2个过程的控制,为提高NiFe2O4基陶瓷材料的耐腐蚀性能,宜采用低电解温度、低分子比和高氧化铝浓度等电解条件.     

BaTi0.99Fe0.01O3-Tb1-xDyxFe2-y复合双层结构中的磁电效应

用溶胶-凝胶法制备了BaTi0.99Fe0.01O3粉体,在1 350℃烧结成圆片状多晶样品.结构分析表明BaTi0.990.99Fe0.01O3依然是四方相钙钛矿结构,但是居里温度及相变潜热比纯净BaTiO3均略低.将BaTin0.99Fe0.01O3与Tb1-xDyx Fe2-y复合构成双层膜.研究了该层状结构的磁电(ME)效应.在2.8 kA/m的低磁场下,得到该双层膜最大横向磁电系数.并且BaTi0.99Fe0.01O3-Tb1-xDyx Fe2-y双层膜的横向磁电系数比BaTiO3-Tb1-xDyx Fe2-y双层膜的横向磁电系数大50%.因此掺杂BaTiO3可望成为ME复合结构中压电相的一个理想选择.另外由于不含铅、锆等有害物质,符合环保要求;改性的BaTiO3具有深入研究和应用价值.     

Fe-Ni-O-C体系中Fe、Ni的固态还原机理

运用差示扫描量热法、采用XRD检测等手段探讨研究了Fe--Ni--O--C体系中Fe、Ni的还原行为,样品主要包括NiO+C、Fe2 O3+C、NiFe2 O4+C、NiO+Fe2 O3+C和Ni+Fe2 O3+C等5种体系.结果表明:NiO+Fe2 O3体系中由于NiFe2 O4及Fe--Ni合金的生成使得该体系被还原的反应开始温度高于纯NiO,且最大反应速率对应的温度及还原反应结束温度均高于纯NiO但低于纯Fe2O3物质;相对于NiO+Fe2O3,NiFe2O4被C还原的开始及结束温度均更高,且还原速率更小;Fe2O3被C还原可分为三个阶段,金属Ni的存在能够明显促进铁氧化物的还原,主要是促进了Fe的各种氧化物形式(Fe2O3、Fe3O4和FeO)直接向金属Fe形式的转换;数据显示C还原NiFe2O4的过程也基本可分为三个阶段,不同阶段中产物的形态和种类均存在一定差别.     

NiFe2O4纳米晶的合成及焙烧动力学

以α-Fe2O3和NiO粉体为原料,NaCl为稀释剂,利用固相机械化学反应,在高能球磨作用下合成了NiFe2O4纳米晶.采用X射线衍射分析了合成NiFe2O4的过程和不同焙烧温度对晶粒尺寸的影响,计算了前驱体热处理过程晶粒长大的活化能.研究结果表明:制备的NiFe2O4纳米晶的晶粒尺寸为20～30 nm;焙烧温度越高,晶粒尺寸越大;NiFe2O4晶粒长大的表观活化能为16.7 kJ/mol,这表明热处理过程的晶粒长大主要以界面扩散为主.     

复合添加剂对金属陶瓷惰性阳极导电性的影响

为了改善金属相对陶瓷相的润湿,充分发挥金属相的作用,在合成含10%Ag的Ag/NiFe2O4金属陶瓷过程中引入添加剂TiO2和V2O5,采用粉末冶金法制备Ag/NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极.原料NiO,Fe2O3,Ag和微量TiO2,V2O5经混料、成型后在1 250℃下烧结6 h.研究了添加剂TiO2,V2O5对Ag/NiFe2O4金属陶瓷微观形貌以及对试样电导率的影响.研究结果表明,复合添加TiO2,V2O5后金属银在陶瓷相中呈线状分布,EDX分析发现金属相中含有陶瓷相的组成,说明金属相与陶瓷相间的润湿性有所改善;同时试样的电导率有了显著提高.当添加0.5%TiO2,2.0%V2O5时试...     

NiFe2O4基金属陶瓷材料的制备及其耐腐蚀性能

采用传统粉末冶金技术制备了铝电解用Cu-NiFe2O4和Ni-NiFe2O4金属陶瓷惰性阳极,并对其在Na3AlF6-Al2O3熔体中的腐蚀行为进行了研究.研究结果表明:NiFe2O4基金属陶瓷阳极的腐蚀行为与热力学计算结果吻合;金属Cu与NiFe2O4陶瓷的润湿性能不好,Cu-NiFe2O4金属陶瓷的致密化和导电性能难以提高;致密度过低时,会导致金属相高温氧化和电解质浸渗,电极肿胀、开裂;在电解过程中,5%Cu-NiFe2O4存在金属相聚集和在陶瓷基体中Fe优先溶解的现象,但金属铜并未发生阳极溶解;5%Ni-NiFe2O4金属陶瓷易实现致密化烧结,在电解过程中表现出良好的耐腐蚀性能,会发生金属Ni的阳极溶解,并存在陶瓷基体中铁优先溶解的现象.     

BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5系统微波陶瓷的相转变机制与介电性能

对采用传统电子陶瓷工艺制备的BaO-TiO2-ZnO-Nb2O5(BTZN)微波介质陶瓷系统的相转变机制与介电性能进行了研究．XRD分析表明,系统的主晶相为Ba2Ti9O20、BaTi4O9．由Zn2 和Nb5 共同取代Ti4 ,作为施主受主杂质达到电价平衡,形成了BaTi4-xZnx/3Nb2x/3O9和Ba2Ti9-xZnx/3Nb2x/3O20固溶体,显著降低系统的烧结温度,获得优良的介电性能．同时,Nb5 能够抑制在空气气氛中烧结产生的Ti4 还原,防止Ti3 造成的介电性能恶化．BaO-TiO2- ZnO-Nb2O5系统在980℃已经开始大量生成Ba3Ti12Zn7O34相;自1050℃开始形成、并在1110℃大量生成Ba- Ti5O11相;BaTi5O11相的生成对于最终烧结过程中主晶相Ba2Ti9O20的形成起到很关键的作用．1110℃预烧、 1160℃烧结的该系统陶瓷材料的微波介电性能为:εr=37;Q=24 000(10 GHz);τf= 4．5×10-6／℃     

MnO_2对镍铁尖晶石烧结行为及磁性的影响

通过两步固相反应法合成了不同MnO2质量分数的NiFe2O4尖晶石.利用扫描电镜、X射线衍射仪、差热分析仪、热膨胀仪和振动样品磁力计,分别对样品的结构、物相变化、烧结行为和磁性进行了研究.结果表明,添加的MnO2在烧结过程中发生了分解反应,Mn元素以Mn2+,Mn3+形式进入NiFe2O4尖晶石晶格中,样品无新相生成,材料仍是镍铁尖晶石结构.另外,MnO2能够促进烧结,添加1%MnO2后试样收缩速率达到最大时的温度比纯镍铁尖晶石低59°C.添加1%MnO2时,试样的饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)分别为15.673 emu/g和48.316Oe.     

低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。     

烧结工艺对铝电解NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极性能的影响

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极，并对烧结工艺进行了研究。研究结果表明，金属Cu与NiFe2O4的润湿性差，NiFe2O4-Cu金属陶瓷的致密化与NiFe2O4陶瓷相的致密化直接相关；一定温度下，延长烧结时间，能够提高金属陶瓷相对密度，但存在金属相溢出风险；在烧结过程中，为防止金属相的氧化和陶瓷相的离解，必须控制一定的氧分压；采用热压技术制备NiFe2O4基金属陶瓷时，陶瓷基体会被石墨模具还原。     

氧化钽掺杂铪钛酸钡陶瓷的结构、形貌及压电性能研究

采用传统固相反应方法制备了BaTi0.98Hf0.02O3+x mol％Ta2O5(x=0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5)陶瓷,对陶瓷结构、表面形貌、压电、介电和铁电测试结果的分析表明:Ta5+完全进入BaTi0.98Hf0.02O3的晶格中,并与之形成ABO3钙钛矿型固溶体;除了x=0.4的陶瓷...     

ZnFe2O4@SiO2纳米核壳结构的合成及磁性随退火温度的演化

采用水热法合成了直径为10~15 nm的ZnFe2O4磁性纳米颗粒,将ZnFe2O4磁性纳米粒子添加到TEOS中,水解后得到ZnFe2O4@SiO2核壳结构的纳米复合材料,TEM图像证实了复合材料具有直径约为20 nm的核壳结构.制备出的ZnFe2O4磁性纳米粒子和ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料都表现出了顺磁性,温度低于800 ℃时ZnFe2O4磁性纳米粒子仍然具有顺磁性,温度高达580 ℃时ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料还是显示出了超顺磁性,这意味着ZnFe2O4和ZnFe2O4@SiO2磁性纳米粒子具有良好的磁稳定性.由于SiO2壳具有很好的亲水性和抗酸性,ZnFe2O4@SiO2核壳结构纳米复合材料未来可应用于磁疗法治疗癌症.     

低温固相反应法制备NiFe_2O_4纳米粉及机理研究

采用机械研磨方法制备前驱体,再将前驱体进行煅烧得到NiFe2O4纳米粉.重点研究了煅烧温度对粉体物相和形貌的影响以及固相反应过程与机理.结果表明:煅烧过程中晶粒长大活化能为12.08 k J·mol-1,主要以界面扩散为主;煅烧温度为700℃时粉体团聚严重,颗粒之间存在片状非晶态化合物,结晶度低;750℃煅烧1 h得到的NiFe2O4纳米粉物相单一,粒径分布在35~85 nm之间,温度过高时晶粒明显长大;机械研磨洗涤后前驱体主要由Fe2O3,NiO和NiFe2O4组成,反应产物结晶度低,反应不完全;盐颗粒的存在能抑制晶粒生长,减小产物粒径.     

Effect of Yb2O3 doping on the grain boundary of NiFe2O4–10NiO-based cermets after sintering

xYb2O3–15(20Ni–Cu)/(85?x)(NiFe2O4–10NiO) (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 2.0, and 10.0) cermets for aluminum electrolysis were prepared to investigate the effect of Yb2O3 doping on the grain boundary of the cermets after sintering. The results showed that each interface was very clear and that with increasing Yb2O3 content, most of the Yb was evenly distributed at the grain boundary. Moreover, according to the phase composition and microstructural analysis by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX), and electron probe microanalysis (EPMA), YbFeO3 was produced along the grain boundary. The YbFeO3 was concluded to not only have formed from the interaction between the NiFe2O4 or Fe2O3 component and Yb2O3 at the grain boundary of the cermets, but also from the decomposition of NiFe2O4 into NiO and Fe2O3 and the subsequent reaction of Fe2O3 with Yb2O3. Thus, the pro-duction of YbFeO3 resulted in a cermet with high relative density, good electrical conductivity, and good corrosion resistance.     

金属含量对Cu-Ni-NiFe2O4金属陶瓷导电性能的影响

制备了添加不同含量的Cu和Ni金属粉末作为导电组元的NiFe2O4基金属陶瓷材料,研究了材料的物相组成、显微组织以及金属相含量对材料致密度和电导率的影响.研究结果表明,所制备的金属陶瓷材料由NiFe2O4和Cu-Ni合金相组成,其中细小且形状不规则的(Cu-Ni)相均匀地镶嵌在NiFe2O4陶瓷基体上;试样的致密度在金属含量为0～20%范围内存在极大值;Cu-Ni-NiFe2O4金属陶瓷遵循半导体导电机理,其电导率随着温度的升高和金属含量的增大而增大.     

共挤压成形NiFe2O4-10NiO/xNi金属陶瓷材料的增韧特性

采用共挤压技术制备具有蜂窝状结构的NiFe2O4.10NiO/xNi型金属陶瓷材料,研究其共挤压特征,并通过对比蜂窝结构材料与均匀体材料试样间力学性能的差异,分析蜂窝结构NiFe2O4-10NiO/xNi材料的增韧特性.研究结果表明,与均匀体材料相比,蜂窝状结构材料NiFe2O4.10NiO/xNi无论在横截面还是在纵截面上均能够更有效地提高材料的断裂韧性,同时,其纵截面上的增韧效果要比其横截面的增韧效果明显,纵截面上的断裂韧性比横截面上的断裂韧性高17.3%左右,比相同金属含量均匀体材料的断裂韧性至少高15.5%.     

盐助溶液燃烧法合成高分散纳米铁酸镍的研究

本论文采用一种新颖的方法—盐助溶液燃烧法合成了纳米铁酸镍(NiFe2O4),通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及比表面测试仪(BET)等探讨了甘氨酸用量、盐用量以及煅烧温度等对反应产物性能的影响。结果表明,纳米NiFe2O4粒径小、结晶好、分散性好、比表面积较大。并通过振动样品磁强计(VSM)研究了纳米NiFe2O4的磁性能,结果显示室温下纳米NiFe2O4具有超顺磁性。最后讨论了高分散纳米NiFe2O4的可能形成机理。