流延成型制备8YSZ电解质薄片及其性能研究

探索了以YSZ纳米粉体为原料,采用流延成型的方法制备YSZ电解质薄片的工艺过程,研究了YSZ纳米粉体及流延后坯体的性能,以及通过实验获得的瓷体性能.粉体粒度分布窄,在0.1～0.3 μm之间,中位径为0.157 μm.坯体在968.9℃开始有明显收缩,在1 279.9℃收缩最快,而在1400℃后,收缩值基本稳定于20%.坯体的致密度良好,相对密度为64.1%.通过烧结得到的瓷体的相对密度可达97.8%,晶粒细密均匀,大小为1～4 μm,晶界明显.YSZ薄片随温度的升高表现出良好的电性能,在900℃时的电导率达0.106 S/cm.     

烧结温度对高速压制制备弥散强化铜材料导电率的影响

弥散强化铜材料具有高强度和高导电性的特性,孔洞是影响导电率的重要因素.本文采用高速压制成形技术,对Al2 O3质量分数为0.9%的弥散强化铜粉压制成形,研究了压制速度对生坯的影响.当压制速度为9.4 m·s-1时得到密度为8.46 g·cm-3的生坯.研究了烧结温度对烧结所得Al2 O3弥散强化铜试样导电率的影响.当生坯密度相同时,烧结温度越高,所得试样的导电率也越高.断口与金相分析表明：烧结温度为950℃时,烧结不充分,颗粒边界以及孔洞多而明显,孔洞形状不规则;烧结温度为1080℃时,颗粒边界消失,孔洞圆化,韧窝出现,烧结坯的电导率为71.3%IACS.     

微波烧结金属纯铜压坯

分别采用常规电阻加热与微波加热对金属铜压坯进行烧结并比较样品烧结密度、表观硬度以及显微组织分布:微波烧结在功率为1 kW、频率为2.45 GHz微波炉中进行.结果表明:微波烧结样品平均相对密度达97.3%,略高于相同烧结温度下常规烧结样品的平均相对密度;微波烧结可在较短时间内对粉末冶金金属铜样品实现烧结致密化.另外,微波烧结样品表观硬度比常规烧结样品的高.微波烧结样品具有独特孔隙分布规律,样品横截面中心处孔隙率比横截面边缘处的小;并且微波烧结样品孔隙与显微组织较常规烧结样品细小.     

Co掺杂对Ce_(0.85)Y_(0.15)O_(2-δ)固体电解质材料性能的影响

采用固相反应法合成并在不同温度下烧结Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)固体电解质材料,着重研究Co掺杂量对试样的体积密度和离子电导率的影响.采用X射线衍射(XRD)分析烧结后试样的晶体结构,Archimedes法测定烧结试样密度,电化学阻抗谱测量试样的离子电导率.结果表明:试样Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)1 400℃烧结后均呈单一的立方萤石结构相,掺杂Co可以有效提高试样的体积密度,促进试样烧结.此外,一定量的Co还可以增加试样的离子电导率,相同烧结条件下试样Ce0.85Y0.14Co0.01O2-δ呈现出最高的离子电导率,1 450℃烧结,其离子电导率在800℃时达到0.083 1 s/cm.     

工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响

为了制备高坯体强度和烧结密度的凝胶注模成型不锈钢制件,研究了凝胶注模工艺参数包括预混液单体含量和单体/交联剂比例、浆料固相含量及引发剂加入量等对坯体抗弯强度及烧结体密度的影响规律.结果表明,对于316L不锈钢的凝胶注模成型,可同时获得较好的坯体强度和烧结密度的工艺条件为:预混液单体质量分数18%～22%,单体/交联剂比例90∶1～240∶1;浆料固相体积分数52%～55%;引发剂用量约为单体质量的0.8%～1.4%.最终获得坯体强度高于30.0MPa、烧结密度高于97%的复杂形状烧结不锈钢零件,其烧结体力学性能略低于粉末注射成型时的性能,但远高于美国MPIF标准.     

B_4C粉末的气流粉碎及烧结

采用气流粉碎对B4C粗粉 (比表面积为 0 5 2m2 g,中位粒度为 2 0 4μm)进行粉碎实验 ,研究了气流粉碎次数对粉末性能、压坯密度和烧结密度的影响及成形压力和烧结温度对B4C烧结密度的影响 .研究结果表明 :当粉碎次数达到 3次后 ,可获得中位粒度小于 1μm的B4C超细粉末 ;经过 4次气流粉碎的B4C超细粉末 ,其比表面积为2 5 3m2 g ,中位粒度为 0 5 6 μm ;该粉末于 2 2 5 0℃无压烧结 1h ,其烧结密度为 2 0 7g cm3 ,达到理论密度的82 .5 % ,平均晶粒粒度为 5 0 μm .可见 ,气流粉碎能改善B4C的烧结性 .     

超细晶粒W-Ni-Fe合金烧结收缩动力学特征

利用高温膨胀仪在氢气气氛下测定和研究了粉末平均晶粒≤150 nm 的W-(Ni-Fe)10%合金在烧结过程中的膨胀——收缩动力学曲线特征、起始收缩温度、剧烈收缩温度、收缩速率与W粉的平均粒径、烧结温度、升温速度以及压坯密度的关系.结果发现超细粉末压坯开始及剧烈收缩温度分别为970℃和1240℃,最大收缩速率为9μm/℃.压坯密度愈高,合金收缩率愈低; 压坯密度一定时,烧结温度愈高,合金收缩率愈大.     

粉体粒度及成型压力对YBa2Cu3O7-δ超导体烧结前后致密度的影响

应用固态反应法,制备了YBaCuO超导粉体.研究了粉体粒度及成型压力对YBaCuO超导体烧结前后致密度的影响.结果表明,不同粒度YBaCuO超导粉体的压坯密度、烧结密度(即烧结前后的致密度)随压力的变化规律不同.在粉体干压成型过程中,同一粒度粉体的压坯密度随压力增大而增大;不同粒度粉体相比,粒度大的粉体压坯密度较大.在压坯烧结过程中,粒度小的粉体表面活性大,其压坯烧结密度也较大;同一粒度不同坯体的烧结密度随压坯密度的增大而增大.     

含Fe-Mo-B预合金粉铁基合金的温压成形与液相烧结

研究了含Fe-Mo-B预合金粉的铁基合金的温压和液相烧结行为,分析了成形温度和压制压力对压坯密度的影响,对比了不同Fe-Mo-B预合金粉含量下烧结前后试样的密度和显微组织. 结果表明:与常温成形相比,温压能够明显提高压坯密度,在120℃时含10%和15.4% Fe-Mo-B预合金粉的压坯密度分别提高0.34g·cm-3和0.32g·cm-3;混合粉中加入一定量的Fe-Mo-B预合金粉,压坯烧结时可形成液相烧结,促进材料的致密化,密度最大可达7.49g·cm-3,其相对密度为97.74%,并可获得典型的贝氏体组织.     

镁颗粒在烧结过程中的变化方式及其对泡沫铝制备的影响

 研究了粉末冶金法制备泡沫铝材料过程中,提高可发泡预制坯致密度的方法.分析了预制坯制备过程中影响致密度的因素以及致密化过程;研究了烧结处理过程中烧结温度、烧结时间对预制坯内部组织结构及其致密度的影响.着重分析了烧结处理对Mg颗粒以及泡沫铝孔径结构的影响.对于粉末粒度为75~150μm的原料粉末来说,将在400MPa的压制压力下制备的预制坯进行450℃烧结处理2h以上,可提高预制坯的致密度并能够增加基体的连续性,烧结后Mg颗粒尺寸为原来的2~3倍.实验结果表明：采用冷压的方式,在400MPa的压力下,对经过450℃烧结2h后的预制坯进行发泡,可以得到孔径均匀、孔隙率高的泡沫铝材料.     

不同制备工艺对WC/Cu功能梯度材料性能的影响

遵循常规粉末冶金法,采用埋粉烧结和真空热压烧结两种工艺制备出三层WC/Cu功能梯度材料。研究结果表明:真空热压烧结工艺明显改善了Cu基体与WC颗粒之间的结合状况且材料的密度也得到了提高。还研究了WC体积分数对单层WC/Cu复合材料性能的影响,采用以上两种烧结工艺分别制备出两种不同WC体积分数的单WC/Cu复合材料试样,研究结果表明:在相同WC体积分数下,真空热压烧结明显提高了烧结体的电导率和硬度;另外,在同种烧结工艺情况下,烧结体的硬度随着WC体积分数的增加而增加,而材料的电导率随WC体积分数的增加而减小。     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

木屑对烧结页岩多孔砖研究

以页岩为原料,通过添加的不同木屑掺量(0%、10%、15%、20%)和不同的木屑颗粒级配(1.5~2.0 mm,1.0~1.5mm,0.5~1.0 mm和0.120~0.5 mm),烧结制成轻质烧结页岩砖;研究轻质烧结页岩砖的体积密度、导热系数和抗压性能。结果表明,当颗粒级配为0.5~0.12 mm,木屑掺量不大于10%,满足烧结普通页岩砖的基本要求。进一步研究了不同颗粒级配混合后对抗压强度的影响,为烧结制成轻质烧结页岩砖提供依据。     

La2/3Sr1/3MnO3的室温磁电阻效应

采用溶胶-凝胶法制备了La2／3Sr1／3MnO3多晶样品．X射线衍射测试结果表明样品具有钙钛矿结构．利用振动样品磁强计测量了粉体样品在室温下的磁性能,样品表现为铁磁性．对不同烧结温度下形成的块体样品的导电性以及磁电阻的研究表明,随着烧结温度的提高材料的金属-绝缘体转变温度有所增加,说明材料的烧结温度对其电导性有很大的影响．     

烧结页岩清水砖抗冻性能研究

广西科技大学新型建筑材料课题组前期试验数据作为理论依据,以烧结页岩砖的原料物理性质为基础,研制开发烧结页岩清水砖。为了进一步研究烧结页岩清水砖的抗冻性能,通过将烧结页岩清水砖与普通烧结页岩砖试件的理化成分与微观结构进行对比分析,再进行冻融循环对比试验,以及砖体在饱水状态下的导热系数测定,得出清水烧结页岩砖抗冻性能要优于普通烧结页岩砖。试验结论为:烧结页岩清水砖抗冻性能达到《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574-2010相关指标。为后续试验提供相关数据,为烧结页岩清水砖的推广奠定基础,并建议将饱水状态下的砖体导热系数作为砖体抗冻性能指标之一。     

NiFe2O4合成工艺对惰性阳极力学性能及电导率的影响

研究以NiO和Fe2O3为主要原料合成镍铁尖晶石反应烧结过程中的热力学条件·同时对在不同烧结条件下合成的尖晶石二次烧结制备的阳极试样的抗弯强度及高温电导率进行了测量·结果表明:NiO和Fe2O3固相反应的热力学条件具备,反应先于致密化过程结束·当未经压制成型的粉料直接在合成温度为900℃下合成6h,经破碎工艺及二次烧结后,所制得的惰性阳极试样强度及电导率最大,烧结性能最好·而破碎工艺对增加粉末活性,提高试样电导率及力学性能也十分重要·     

铜粉粒径对烧结式热管传热性能的影响

为了进一步优化烧结式吸液芯的结构,提高热管的热传导性能与效率,研究了外径分别为5、6、8mm和吸液芯厚度为0.5～0.6 mm的热管的传热特性,结果发现:铜粉粒径分布比较集中时,如果其平均粒径增大,吸液芯的孔隙率和热管的极限传输功率(MHTP)均会增大,热管的冷凝端温差及总热阻则略微减小;不同粒径范围的铜粉混合时,热管的冷凝端温差及总热阻在不同外径的热管内的变化规律不同;含70%小粒径铜粉的烧结式热管的MHTP最小,且粒径越小MHTP越低;含70%大粒径铜粉的烧结式热管的MHTP仅次于全部为大粒径铜粉的烧结式热管的MHTP;铜粉粒径的范围越小,热管的性能越优,平均粒径为(165±15)μm的铜粉适合于制作薄壁烧结式热管.     

Aluminum matrix composites reinforced by molybdenum-coated carbon nanotubes

To extend the application of carbon nanotubes (CNTs) and explore novel aluminum matrix composites, CNTs were coated by molybdenum layers using metal organic chemical vapor deposition, and then Mo-coated CNT (Mo-CNT)/Al composites were prepared by the combination processes of powder mixing and spark plasma sintering. The influences of powder mixing and Mo-CNT content on the mechanical properties and electrical conductivity of the composites were investigated. The results show that magnetic stirring is better than mechanical milling for mixing the Mo-CNTs and Al powders. The electrical conductivity of the composites decreases with increasing Mo-CNT content. When the Mo-CNT content is 0.5wt%, the tensile strength and hardness of Mo-CNT/Al reach their maximum values. The tensile strength of 0.5wt% Mo-CNT/Al increases by 29.9%, while the electrical conductivity only decreases by 7.1%, relative to sintered pure Al. The phase analysis of Mo-CNT/Al composites reveals that there is no formation of Al carbide in the composites.     

Effect of sintering temperature on the electrolysis of TiO2

The effects of sintering temperature on the microstructure and the conductivity of TiO₂ cathodes were studied by examining the phase composition, microstructure, and element contents of the sintered cathodes and the cathodic products using X-ray diffraction and scanning electronic microscopy-energy dispersive spectrometry. The oxygen vacancy, conductivity, average pore diameter, and specific surface area of the sintered cathodes were detected by X-ray photoelectron spectroscopy, four-point probe, and ASPA 2010. The results showed that TiO₂ phase transformations occurred, and oxygen vacancies formed with the increase of sintering temperature. The cathodic conductivity improved, but the average pore diameter and the effective response area of the TiO₂ cathode were reduced when the sintering temperature increased. These phenomena could weaken the contact between reaction ions and electrons and also had the same effect on the cathodes and the molten salt. Moreover, they were disadvantageous to ion migration, so a lower sintering temperature was favorable for the microstructure of electrolysis. Consequently, the cathodic conductivity may be improved, but the microstructure became compact with the increase of sintering temperature. The cathodic products at different temperatures indicated that the cathodic conductivity was more important for electrolysis.     

甘氨酸-硝酸盐法合成纳米YSZ微粉及其性能

用甘氨酸-硝酸盐法合成了纳米级钇稳定化氧化锆（YS Z）微粉. 用粉末X射线衍射方法对合成产物和煅烧粉体进行物相分析, 并计算了YSZ合成粉 体的平均晶粒尺寸. 用热膨胀仪和交流阻抗谱分别研究了合成原粉的烧结收缩率和烧结样品 的电学性能. 研究结果表明, 当金属离子与甘氨酸的摩尔比为1∶2时, 用甘氨酸-硝酸盐 法可直接合成纳米级YSZ微粉, 600 ℃和1 000 ℃煅烧粉体的平均晶粒尺寸分别为9.8 5和40.5 nm. 经1 000 ℃预烧的YSZ样品的烧结性能明显高于1 200 ℃预烧YSZ样品. YSZ样 品在1 400 ℃烧结6 h的相对密度分别为99.3%和98.6%, 烧结温度范围为1 400~1 450 ℃ . 经1 450 ℃烧结后的样品在850 ℃时电导率分别为0.037和0.021 S/cm.