热压氮化硅陶瓷的高温断裂韧性

氮化硅陶瓷作为热机用高温结构材料必须具备较高的高温强度和高温断裂韧性。最近的研究表明,以稀土氧化物作为烧结添加剂,有利于改善氮化硅的高温力学性能,其中添加Y_2O_3,和La_2O_3的热压氮化硅的抗弯强度能从室温一直保持到1300℃。但是稀土氧化物添加剂对氮化硅陶瓷的高温断裂韧性有何影响,至今未见报道。为研究稀土氧化物对高温断裂韧     

Si_3N_4晶界相的电镜研究

导言作为超高温工程材料,Si_3N_4陶瓷材料变得越来越具有吸引力。然而,目前需要解决的问题之一是防止1000℃以上高温强度的下降。为此,使用Y_2O_3和Al_2O_3取代MgO作为添加剂;此时材料的高强度可以保持到1200℃,这比MgO添加剂制成的陶瓷要高200℃。我们使用Y_3Al_5O_(12)和AlN作添加剂,经过重烧结后的特别热处理,材料的高强度可保持到1400℃。     

ZnO压敏陶瓷中富Ba晶界相的生成与控制

已知在通常的ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3系陶瓷中,加入Ba添加剂,由于Ba离子半径大而易偏析于晶界,故能进一步改善其非线性性能,但近来对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-BaO系压敏陶瓷的研究则发现,在一定的条件下,Ba离子不仅只是偏析于晶界,而且形成富Ba的新晶界相,经分析为偏锑酸钡(BaSb_2O_6)相;由氧化铋(Bi_2O_3)、尖晶石(Zn_(2.33)Sb_(0.67)O_4)、偏锑酸钡组成的晶界相,改变了通常的压敏陶瓷中晶界相的结构、组分和性质,从而影响及晶粒间的界面性质和界面处的肖特基势垒;当这几种晶界之间有适当比例时,能显著地改善压敏陶瓷在长期电负荷下工作的稳定性.对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3系陶瓷在烧结过程中晶相的生成已有报道.本文对ZnO-Bi_2O_3-Sb_2O_3-BaO系压敏陶瓷中,偏锑酸钡相的生成过程及影响因素进行讨论;在发现常用的SiO_2,Cr_2O_3添加剂对偏锑酸钡相生成有重要影响的基础上,对这种影响的机理进行分析,所得到的一些实验结果,对压敏陶瓷制备过程中添加剂及工艺参数的控制会有重要的指导作用.1 材料与方法实验试样除主成分ZnO外,Bi_2O_3,Sb_2O_3,BaCO_3添加剂(各自在0.2～1.5 mol%范围内调整)作为基本成分加入,另外还有其他改性添加剂,原材料均为化学试剂纯度,制备三组试样(表1),A组试样不含SiO_2和Cr_2O_3,B,C组在     

纳米Al_2O_3固体的内耗

内耗测量可以给出陶瓷材料内部结构扩散以及晶界的力学行为等性能.有关陶瓷材料的高温内耗早有不少报道.近来纳米陶瓷/氧化物的研究越来越引起人们的关注,纳米ZrO_2和SnO_2块体的低温内耗已做了一些研究.纳米Al_2O_3可广泛应用于制作催化剂及催化剂载体,精细陶瓷和荧光材料等,关于它的一些性能已作了不少探索,然而纳米Al_2O_3固体的内     

溶胶-凝胶法制备超细氮化铝粉末的研究

氮化铝(AlN)陶瓷由于兼具高热导率等许多优良特性,为人们所重视。作为制备AlN制品必由之路,AlN粉末的制备,主要采用两种方法,即铝直接氮化法(Geuther法)和Al_2O_3碳热还原氮化法(Serpek法),其中尤以后法为优。但后法由于铝碳难以均相混合、铝碳结合性和Al_2O_3反应活性差等原因,氮化合成需要较高的温度和较长的时间,因而     

V92A突变改变了鸡心脱血红素细胞色素c的折叠倾向性

Na_2-Al_2O_3-H_2O系相图左侧(平衡固相为Al_2O_3·3H_2O)部分已查明并无异议,其右侧(平衡固相为水合铝酸钠和NaOH·H_2O)则有争议.Jucaitis证明有两种水合铝酸钠固相(Na_2O·Al_2O_3·2.5H_2O和3Na_2O·Al_2O_3·6H_2O),Kuznetsov怀疑3Na_2O·Al_2O_3·6H_2O的存在,认为所谓3Na_2O·Al_2O_3·6H_2O其实是Na_2O·Al_2O_3·2.5H_2O和NaOH·H_2O的混合物.Gessner和Li认为3Na_2O·Al_2O_3·6H_2O是成分变动于(4.6～4.9)Na_2O·Al_2O_3·(12.9～13.8)H_2O的固相,为探讨上述分歧,我们用含Na_2O、Al_2O_3浓度不同的     

新型半透明陶瓷

透明陶瓷,如Al_2O_3,MgO,Y_2O_3等,由于其良好的力学、热学及抗腐蚀性,在光电领域有广泛的用途.近年来,一些半透明陶瓷,如莫来石(Mullite)、尖晶石,引起人们的关注,主要是因为它们在中红外光谱区有较高的透过率,可被用作高温窗口材料.KZr_2P_3O_(12)(KZP)陶瓷是一种低膨胀材料,本文主要研究其光学性能.     

Al_2O_3和NaF熔盐的相互作用

Al~(3+),Na~+|F~-,O~(2-)互易盐系的研究对铝电解原理的了解有重大意义,但对Al_2O_3-NaF截面并未认真研究.有苏联文献报道,在1200～1300℃以下Al_2O_3在NaF 熔盐中溶解度极小,而Ratkje 为论证冰晶石-氧化铝熔体结构,在含冰晶石仅百分之几的NaF 熔体中加入Na_2CO_3,然后测其冰点下降.这实际上是认为Al_2O_3在NaF 中有显著溶解度.为了澄清这方面的矛盾,我们对Al_2O_3-NaF 系进行了实验研究.将分析纯的NaF 和α-Al_2O_3置     

时效处理的MgO-(Al_2O_3)-PSZ陶瓷断裂过程的声发射行为

一、前言 适当控制部分稳定ZrO_2(PSZ)陶瓷的冷却过程,合理选择高温特效的条件,可令c~*-ZrO_2基相中的t~(**)-ZrO_2沉淀相处于既保持至室温,又便于向m-ZrO_2相转变的状态;从而提高材料的增韧和强化效果。若在亚共析温度区进行时效,m~(***)-ZrO_2现将出现在晶界处;富MgO的δ相(Mg_2Zr_5O_(12))畴将在c/t相界面上优先成核,并导至c-ZrO_2晶格收缩,从而在基体中形成应力场。这将有利于应力诱发相变的发生,可望改善材料的力学性能。本     

掺V2O5的YBa2Cu3O7-δ体系的成相研究

自从高温超导氧化物出现以来,在材料中引入不同元素一直是人们探索高温超导机理、改善材料性能和寻找新型超导材料的重要途径。最近冯勇在研究高价氧化物掺杂对淬火YBa_2Cu_3O(7-δ)(简称YBCO,0≤δ≤1)材料性质的影响时发现,掺适量V_2O_5的YBCO材料(V_2O_5重量比x不超过0.05)具有一种独特性质,即样品经900℃淬火仍具有T_c为88K的超导电性。这个实验事实和该材料从900℃以上淬火后生成不超导的四方相结构,必须在氧气中退火或慢速(如1℃/min)冷却,在600～800℃之间吸收足够的氧,完成由四方到正交相的转变才具有高温超导电性是完全不同的。掺V_2O_5的YBCO材料的这种特性使在Y系材料的制备过程中不必经过在氧气中退火,而采用适当掺入V_2O_5淬火的方法直接获得超导性能良好的材料成为可能。这对薄膜材料的制备是非常有利的,因为长时间的热处理会造成衬底与薄膜材料间的扩散,从而导致材料T_c下降甚至失去高温超导电性。对于这样一个具有重要应用前景的掺杂体系,进一步研究掺V_2O_5对其微结构、成相和超导电性等方面带来的影响是很有意义的。本文利用X射线衍射和Raman散射着重对该材料的物相结构和相成分进行了研究。     

在磷硅酸盐玻璃中八面体配位的硅:K边X射线吸收光谱研究

众所周知,在高压条件下,硅酸盐矿物和玻璃中的硅可以形成八面体配位,但在通常的低压硅酸盐玻璃中,硅为四面体配位,因为玻璃中硅的八面体配位会迫使形成周期性结构,破坏玻璃的非晶态。目前几乎没有文献报道在低压硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅。很久以来,人们一直对于含磷的硅酸盐玻璃和熔体有很大兴趣,因为一方面含磷的硅酸盐玻璃是很有前景的光导纤维材料,另一方面,在地球化学上P_2O_5加入到岩浆体系中,会导致液相不混溶,降低岩浆的液相线温度和粘度,影响元素在固相-液相和液相-液相之间的分配,尽管有报道证明在钠的磷硅酸盐玻璃中存在八面体配位的硅,但此结果仍有一定的争议。本文采用同步辐射的硅K边X射线吸收光谱研究了硅在SiO_2-P_2O_5和Na_2O-SiO_2-P_2O_5体系的磷硅酸盐玻璃中的结构与配位,以及硅的配位几何随玻璃中P_2O_5含量的变化。     

关于Na2O-Al2O3-SiO2-H2O系的平衡固相

Na_20-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系相图对铝冶金、硅酸盐化学和热液成矿理论均有重要意义.Деревякин等研究Na_2O-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系水热条件下的平衡固相并发表了相图.认为含氧化硅的铝酸钠-氢氧化钠溶液析出的平衡固相主要是“铝酸盐方钠石”(Aluminate-Sodalite,3[Na_2O·Al_2O_3·2SiO_2]NaAl(OH)_4·H_2O)和“碱性方钠石”(Basic Sodalite,3[Na_2O·Al_2O_3·2SiO_2]NaOH·H_2O),并在相图中划分了二者各自的初晶区.其中“碱性方钠石”实际上就是沸石化学文献中在方钠石β笼中嵌入NaOH的羟基方钠石(Hydroxy-Sodalite).它早已见诸文献,并为我们的实验验证.至于“铝酸盐方钠石”,显然是Дервякин为了解释低Na_2O/Al_2O_3比的溶液析出的方钠石样品SiO_2/Al_2O_3比小于2.0(一般可达1.6～1.9)     

Nd_2O_3-BaO-CuO体系的相关系与晶体结构

高温氧化物超导体中相关系是研究材料组成、结构与性能之间的关系所必不可少的。因此,人们已经对Ln_2O_3-BaO-CuO(Ln=Y,La,Gd,Ho)体系的相关系进行了研究。本文在Nd_2O_3-BaO-CuO三元系富Cu区部分的相关系之后,对此三元系做了进一步的研究,并对有关的Nd_2O_3-CuO二元系相图和有关化合物的晶体结构进行了测定。     

化学镀饰Al2O3法:用沸石制备固体强碱的新途径

迄今碱性催化仍是分子筛研究中的薄弱点.我们在用KF或KOH负载八面沸石制备固体碱时,发现沸石中的硅组分容易与KOH生成强度较低的碱性化合物,妨碍了强碱位的形成.鉴此我们首次采用化学镀饰Al_2O_3覆盖NaY沸石表面,使得沸石表面的硅组分难以接触改性剂,并且还可利用Al_2O_3负载KF后能产生强碱性的特性.我们借鉴醇盐法合成超细微粒氧化物的技术进行佛石表面的化学镀饰,采用不同温度下预处理沸石以控制沸石表面吸附水的数量及分布,使得不同量的异丙醇铝通过水解反应均匀地沉积在NaY沸石表面上,再经焙烧后形成Al_2O_3-NaY新型复合多孔材料.化学分析表明经室温、373K和473K处理后的NaY沸石可以镀饰上18%,9%和3%的     

硝酸钾-氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质子导电性

自 1973年 Liang发现固体电解质的“复合效应”以来,人们相继对许多复合体系进行了研究.复合固体电解质可看成是一个两相混合体,即电导率不太高的离子导体相和高度弥散的绝缘体(如Al_2O_3).复合体的离子电导率常常因复合效应而大大增强.业已提出一些唯象模型来解释这种复合效应,比较典型的是所谓空间电荷层模型,认为离子导体相与绝缘体相之间存在着原子或离子相互作用,从而在两相界面处产生附加缺陷浓度,形成一高电导的空间电荷层.然而有关复合效应的机理目前仍处于定性认识阶段.尽管如此,现已发现某些复合固体电解质可用做中温固体燃料电池、传感器等器件的新型固体电解质材料.例如,已发现Li_2SO_4-Al_2O_3,RbNO_3-Al_2O_3,CsNO_3-Al_2O_3等复合材料在中温区具有相当高的离子电导率;在含氢的环境(如氢浓差电池或氢-氧燃料电池)中质子电导率可达10~(-2)Ω~(-1)·cm~(-1)量级.在原理性燃料电池的实验研究中,用这些材料做固体电解质时,已显示出相当好的放电性能.本文报道关于硝酸钾-氧化铝复合固体电解质材料的结构以及在中温区的离子和质子导电性的研究.1 实验     

Al3Ti-Mn-Nb合金的无序化转变和重有序化

Al_3Ti合金具有密度低(3.4g/cm~3),熔点较高(～1613K),热强性和抗高温氧化性好等特性而引人注目,有望成为新的高温结构材料.当量化学配比的Al_3Ti合金具有四方有序DO_(22)结构,用Fe,Mh,Cr,Ni等元素替代合金中一定量的Al,可将DO_(22)结构转变成对称性高的立方有序Ll_2结构,在Al_3Ti-8Mn单相合金的基础上通过第四组元Nb的进一步合金化,在其Ll_2基体上形成了富Nb的DO_(22)第二相.经熔体急冷后,Al_3Ti-Mn-Nb合金的基体仍然保持Ll_2结构.本文研究了高能球磨过程中Al_3Ti-Mn-Nb四元合金的有序-无序转变,并对球磨后退火时发生的重有序化过程进行了实验分析.     

BaB_2O_4-LiF截面相平衡关系的研究

化合物BaB_2O_4(熔点1095±5℃)在920±10℃有一个可逆的相转变,其高温相(α-BaB_2O_4)的空间群为R(?)C,有结构上的对称中心;低温相(β-BaB_2O_4)结构无对称中心,空间群为C_3~4-R3,a=b=12.532,C=12.717,是一种有前途的新型紫外倍频材料和热释电材料。由于相变,不可能从BaB_2O_4熔体中用提拉法生长大尺寸的低温相BaB_2O_4单晶     

退火与“机械退火”对金属玻璃结构和力学性能的影响

金属玻璃是一种新型亚稳态金属材料,具有一系列优良的物理、化学和力学性能。然而在高温或室温长期使用条件下,金属玻璃易于转变为更稳定、更低能量状态的晶体材料,已成为限制其广泛应用的瓶颈之一。研究金属玻璃的退火对其结构、力学性能的影响具有重要的意义。文章综述了常规退火与"机械退火"对大块金属玻璃的结构和力学性能的影响。研究发现:在玻璃化转变温度以下退火时,密度、剪切波速度、纵波速度和弹性模量随退火时间的增加而增加,这是由于在结构上不同程度的原子重排所致;大块金属玻璃在低于屈服强度的恒定应力下"机械退火"密度增加;卸载载荷室温下时效处理超过30天后,屈服强度和断裂强度均降低,并且在塑性阶段锯齿状塑性流动的幅度增加。这个结果可能对于深入理解大块金属玻璃的结构和塑性变形具有一定的指导作用。     

高岭石及其热处理产物的~(29)Si,~(27)Al魔角旋转核磁共振研究

自80年代中期,随着~(27)Al,~29(Si)魔角旋转核磁共振(MAS NMR)技术在粘土矿物研究中的应用,使人们对粘土矿物受热转变机制有了更深刻的认识.在高岭石-莫来石反应系列中,是否存在Al_2O_3和SiO_2的分凝及其量的多少,这是高岭石受热相变机制中一个激烈争论的问题.Rocha,Klinowski,郭九皋等认为,在高岭石-莫来石反应系列中,存在有Al_2O_3和SiO_2的大规模分凝;而Chakraborty等认为,在高岭石向莫来石的转变过程中,存在有“高岭石→变高岭石→Al-Si尖晶石→莫来石”反应系列,它们之间存在着结构上的连续性,SiO_2和Al_2O_3的分凝是次要的.另外,Brown等认为莫来石的形成有两种途径:一种途径是     

3Li_2O·2B_2O_3玻璃晶化及相变研究

3Li_2O·2B_2O_3化合物是Rollet等人首先提出的,它是包晶化合物,包晶反应温度在700℃左右.Sastry等人肯定了这个结果.Bouaziz等人发现此化合物在650℃存在一相变,而且在545℃低温分解成2Li_2O·B_2O_3和Li_2O·B_2O_3。 我们用差热分析,多晶X射线衍射等方法对3Li_2O·2B_2O_3玻璃晶化及相变问题进行了研究,从中发现一新相,测定了新相的晶体学参数,对相变过程衍射线的变化规律进行了讨论。