氧化物半导瓷中晶界势垒的起源

提出了一个关于氧化物半导瓷晶界势垒起源的新观点，认为晶界势垒起源于烧结过程中外界氧在晶界中的扩散，与材料的结构、化学缺陷、掺杂、外界气氛、烧结工艺、组成状态等有密切关系，并用此理论解释了许多实验现象。     

金纳米颗粒烧结的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸Au纳米颗粒在烧结过程中晶型转变及烧结颈长大机制.研究发现纳米颗粒的烧结颈生长主要分为两个阶段:初始烧结颈的快速形成阶段和烧结颈的稳定长大阶段.不同尺寸纳米颗粒烧结过程中烧结颈长大的主要机制不同:当颗粒尺寸为4 nm时,原子迁移主要受晶界(或位错)滑移、表面扩散和黏性流动控制;当尺寸在6nm左右时,原子迁移主要受晶界扩散、表面扩散和黏性流动控制;当颗粒尺寸为9 nm时,原子迁移主要受晶界扩散和表面扩散控制.烧结过程中Au颗粒的fcc结构会向无定形结构转变.此外,小尺寸的纳米颗粒在烧结过程中由于位错或晶界滑移、原子的黏性流动等因素会形成hcp结构.     

庞磁电阻材料Sr2FeMoO6的性能及其穆斯堡尔谱研究

应用传统的陶瓷制备方法，制备了烧结温度分别为1200℃和1250℃的双钙钛矿结构率磁电阻（GMR）材料Sr2FeMoO6样品，通过X射线衍射、室温磁阻和穆斯堡尔谱研究，发现较低温度烧结的样品晶粒相对较小而磁阻较大，从而暗示晶界上的自旋极化电子对磁电阻效应有明显贡献。同时，通过观察不同温度下的穆斯堡尔谱，看到了晶界上Fe离子磁状态的改革，这从另一角度证实晶界上的载流子散射是室温下电阻产生的主要原因，而晶粒之间自施极化电子的跳运受到外加磁场的影响，产生 磁电阻效应。     

含AL2O3的ZrO2中的晶界相研究

用复平面阻抗分析法测量了含ＡＬ２Ｏ３的ＺｒＯ２材料的晶界电阻，并用ＥＰＭＡ，ＴＥＭ及正电子湮没技术等手段从显微组织、缺陷结构等方面分析了ＡＬ２Ｏ３含量和烧结温度对晶界电阻的影响，提出了一个新的ＡＬ２Ｏ３作用机理。用一个简化了的模型分析了晶界相对ＺｒＯ２氧传感器输出电势的影响。     

掺杂对高磁导率MnZn铁氧体磁特性的影响

研究了CaCO3和Bi2O3掺杂及烧结气氛对高磁导率MnZn铁氧体磁特性及微观结构的影响．研究结果表明,由于CaCO3存在于晶界,合适的CaCO3掺入量会使晶界明显,晶粒均匀,起始磁导率增加．同时由于Ca^2 与Si^4 共同形成高电阻的晶界层,能够改善材料的起始磁导率的频率特性．由于Bi2O3在烧结过程中分布在晶界,掺入Bi2O3促进了晶粒生长．为了减小烧结样品内部和外部氧含量的差别,必须通过控制烧结气氛,保证Zn^2 尽可能少挥发,同时防止Fe和Mn离子变价,从而避免起始磁导率下降．     

含Al_2O_3的ZrO_2中的晶界相研究

用复平面阻抗分析法测量了含Ａｌ２Ｏ３的ＺｒＯ２材料的晶界电阻，并用ＥＰＭＡ，ＴＥＭ及正电子湮没技术等手段从显微组织、缺陷结构等方面分析了Ａｌ２Ｏ３含量和烧结温度对晶界电阻的影响，提出了一个新的Ａｌ２Ｏ３作用机理。用一个简化了的模型分析了晶界相对ＺｒＯ２氧传感器输出电势的影响。     

Zn-V-B玻璃料对(Ba,Sr)TiO3陶瓷微观结构和PTC效应的影响

研究了Zn—V-B玻璃料的添加对（Ba，Sr）TiO3PTC陶瓷微观结构和电性能的影响，并分析了玻璃料增强PTC效应的原因．扫描电镜结果显示，1240℃烧结后玻璃料促进了晶粒长大，但1280℃烧结后对晶粒生长影响不大．玻璃料一方面有助于晶粒长大和室温电阻率的降低；另一方面高阻的玻璃料存在于晶界增大了晶界电阻随玻璃料加入量增加，1240℃烧结后室温电阻率先减小后增大；烧结温度高于1240℃，室温电阻率单调增大．通过分析Mn02和V205在ZnO压敏陶瓷中的变价以及Mn提高BaTiO3陶瓷PTC效应的机理，初步认为V的变价是玻璃料显著改善PTC效应的原因．     

非稀土金属及合金化合物改性烧结NdFeB磁体的研究进展

研究发现,烧结钕铁硼(NdFeB)磁体的矫顽力(H_C)、腐蚀性与晶界相成分、微观结构息息相关.传统熔炼添加重稀土元素虽可改善晶界相提高磁体的H_C及抗蚀性,但同时也使添加物均匀地分布于主相,引起稀磁效应并使成本增加.通过晶界添加非稀土物质调控磁体晶界相,可优化晶界相微观结构,提高其电极电位及润湿性,从而在磁体H_C和耐蚀性得以改善的同时,降低磁体中重稀土元素的用量及成本.对近些年晶界添加非稀土金属及合金化合物调控烧结NdFeB晶界相成分、微观结构及其对磁体H_C、抗蚀性影响的部分研究进行了归纳.     

晶界扩散镝(Dy)烧结钕铁硼磁性能的研究

采用晶界扩散镝的方式对烧结后的磁体进行研究,探讨晶界扩散镝对磁体成分、磁性能、失重等的影响。     

碳化硼烧结动力学和烧结机制

研究了碳化硼（Ｂ４Ｃ） 压坯烧结时线收缩和密度与烧结温度和烧结时间的关系,根据黄培云综合作用烧结理论,得出了表征密度参数与烧结温度关系的烧结方程以及烧结动力学方程．根据动力学方程的系数,推断碳化硼的主要烧结机制为体扩散,同时有晶界扩散发生．计算了烧结表观活化能．     

共沉淀法制备ZnO压敏陶瓷的烧结缺陷研究

本文研究了共沉淀法制备ＺｎＯ压敏陶瓷材料烧结缺陷的特点及其对压敏特性的影响．结果表明,晶粒表面所形成的微空洞主要由ＺｎＯ的分解挥发产生,晶界的微空洞则主要是由富集于晶界处的Ｂｉ２Ｏ３分解挥发产生．并对这两类烧结缺陷的形成进行了初步讨论．     

高频感应加热法制备 SrTiO_3 BLC 半导瓷

采用真空高频感应加热法制备ＳｒＴｉＯ３晶界层电容器半导瓷，研究了掺杂材料、掺杂量、烧结温度、保温时间、成型密度等对半导瓷性能结构的影响．所制备的半导瓷经二次烧结成的ＳｒＴｉＯ３ＢＬＣ，其视在介电常数Ｋｅｆｆ＞３×１０４，损耗角正切ｔａｎδ≈１０－２，绝缘电阻率ρ＞１０１０Ω·ｃｍ．     

高温破碎烧结磁体制取各向异性NdFeB磁粉（I）

为了使用NdFeB烧结磁体制取各向异性的高性能磁粉，研究了在较高温度下NdFeB烧结磁体机械破碎时的断裂行为，结果表明：破碎温度升至600℃以上时，由于共晶反应形成少量的液态晶界相而使烧结磁体明显易于破碎，其主要断裂方式由室温下的穿晶断裂转变成高温下的沿晶断裂，高温破碎的磁粉中，富钕相的X射线衍射峰强度明显高于室温下破碎磁粉的衍射峰。     

高频感应加热法制备了SrTiO3BLC半导瓷

采用真空高频感应加热法制备ＳｒＴｉＯ３晶界层电容器半导瓷，研究了掺杂材料、参 、烧结温度、保温时间、成型密度等对半导瓷性能结构的影响，所制备的半导 经二次烧结成的ＳｒＴｉＯ３ＢＬＣ其视在介电常数Ｋｅｆｆ〉３×１０＾４，损耗角正切ｔａｎδ≈１０＾－２，绝缘电阻率ρ〉１０＾１０Ω．ｃｍ。     

（Nd,Pr,Ce）-Fe-B 磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30% Ce 替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的 Nd 和 Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h 后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态 Ce 替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高. Ce 替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

(Nd,Pr,Ce)-Fe-B磁体的组织与磁学性能

为开发低成本烧结钕铁硼磁体,用30%Ce替代(Nd0.75Pr0.25)32.69Fe66.25B1.06磁体中的Nd和Pr,研究了磁体在烧结及回火过程中的组织结构和磁学性能变化.结果表明,取向压坯在1030～1080℃烧结2 h后,随烧结温度升高,磁学性能下降,烧结温度为1030℃时综合磁学性能均最好.烧结态Ce替代磁体的综合磁学性能优于未替代磁体.一级回火后,相组成和晶粒尺寸基本不变,边界结构也未发生明显变化,磁体性能基本不变,或有少量下降.二级回火后,晶界明显改善,获得较清晰且平直的晶界,磁体矫顽力均得到大幅提高.Ce替代磁体的剩磁、矫顽力和磁能积均稍低于未替代磁体.     

放电等离子烧结制备碳化硅块材及其高温导热性能研究

通过放电等离子烧结制备了碳化硅块材,分析了烧结温度、保温时间等对碳化硅块材的密度、物相组成、微观形貌和硬度的影响,并对其高温导热性能进行了测试.结果表明,当烧结温度为1800℃,保温时间为5min时,通过放电等离子烧结能够获得致密度为98%的碳化硅块材.与传统热压烧结相比,放电等离子烧结制备的碳化硅块材的热导率略低,其主要原因是放电等离子烧结的保温时间较短与烧结样品的致密度略低,且晶界结合性较差所导致.     

应用俄歇电子能谱研究钨的晶界杂质

对粉末冶金法制备的纯钨和含硅、钾、铝的掺杂钨烧结坯及钨丝的断口应用俄歇电子能谱仪(AES)、扫描电子显微镜(SEM)作系统的检测分析。实验表明:磷、钾以及氧、碳等杂质在断口上明显富集,它们是钨的主要晶界杂质,是造成钨脆裂的基本原因。实验还证实,碳在晶界上的富集浓度和钨坯的烧结制度及加工与实验中的污染有密切关系。加工形变、热处理条件和晶粒度等对钨晶界的杂质浓度及分布都有一定影响。     

纳米羟基磷灰石陶瓷的制备及其力学性能的研究

利用两段式无压烧结的方法，制备了致密的纳米羟基磷灰石陶瓷，分别采用XRD，SEM和纳米压痕方法测试了纳米羟基磷灰石陶瓷的微观结构和力学性能.它与传统烧结方法制备的粗晶羟基磷灰石陶瓷的力学性能相比，随着晶粒尺寸的减小，纳米羟基磷灰石陶瓷的硬度提高了46.9%，弹性模量提高了23.4%，其中晶界增多和显微应力的产生是导致纳米羟基磷灰石陶瓷力学性能提高的主要原因.     

磷在Fe-P-C-Cu-Mo铁基粉末合金中的分布及其对性能的影响

在铁基粉末冶金材料中,为了获得强韧化效果,磷已被作为添加元素之一。本研究利用俄歇能谱、扫描电镜及能谱仪等研究了含0.6％磷的Fe-P-C-Cu-Mo合金中磷的分布及其对性能的影响。发现在1080℃～1200℃烧结,磷在晶界的浓度高于其在晶内的浓度。在此温度范围内,烧结温度越低,磷在晶界的偏聚程度越高。当烧结后的合金中含有大量的铁素体时,磷的这种偏聚状态对合金冲击韧性的影响被合金组织的影响所掩盖。在1080℃～1240℃烧结的合金断口均为穿晶断裂。此外还观察到回火后磷的分布对合金断裂方式及机械性能影响很大。合金淬火后在200℃回火,固溶在基体中的钼具有抑制磷向晶界偏聚的作用,合金断口表现为穿晶断裂;在400℃回火,由于钼形成了碳化钼(Mo_2C),失去了抑制磷偏聚的作用,这时磷主要偏聚在晶界,造成合金沿晶断裂,冲击韧性下降;在600℃回火,由于温度较高,减少了磷向晶界偏聚的趋势,并有利于磷作长程扩散,此时磷主要偏聚在孔隙表面,使合金具有较高的冲击韧性,合金断口呈韧窝状。