初始粉体状态对氧化铝/氧化锆纳米陶瓷烧结性能的影响

通过放电等离子体烧结(SPS),分别以纳米多晶粉体和非晶粉体作为原料制备了Al2O3-ZrO2纳米陶瓷复合材料,并研究了初始粉体状态对致密化过程和微观结构的影响。将纳米多晶粉体通过SPS烧结为致密的纳米块体,所需的最低烧结温度为1 400℃,所得产品的晶粒尺寸约为320nm;非晶粉体完全致密所需的SPS温度为1 200℃,所得产品的晶粒尺寸约为150nm。相比于纳米多晶粉体,非晶粉体可以在较低的温度下烧结成为致密纳米块体,我们将这一现象归结为非晶粉体在烧结中的相转变。这一发现为纳米陶瓷块体的低温烧结提供了新的思路。     

相变和晶粒尺寸对二氧化钛陶瓷无压烧结行为的影响

分别采用XRD和光学显微镜对亚微米和纳米TiO2粉体进行表征,通过恒速无压烧结,研究了相变和晶粒尺寸对二氧化钛粉体在不同升温速率下的烧结致密化过程和烧结行为的影响。结果表明,纳米锐钛矿、纳米金红石和亚微米锐钛矿型TiO2致密化开始温度分别是450、750和1 000℃;纳米锐钛矿、纳米金红石和亚微米锐钛矿型TiO2烧结致密化速率最高时所对应的温度分别是880、920和1 025℃。相变的存在可以降低烧结温度,加快烧结速率;粒径小的粉体烧结温度低,且致密度高。     

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.     

激光选区烧结多孔堇青石陶瓷微观结构及性能

针对传统加工方式复杂结构多孔堇青石陶瓷零件难成形问题,提出采用激光选区烧结(SLS)成形复杂宏观多孔堇青石(2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2)陶瓷,利用高温烧结对有机粘结剂的烧损作用成形微观多孔,以获得宏、微观孔并存结构.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征SLS成形陶瓷的微观形貌及相特征,并研究SLS工艺及高温烧结温度对陶瓷强度及孔隙率的影响规律.SEM结果显示:SLS成形的多孔陶瓷初坯存在大量不规则孔隙,经过高温烧结后孔隙因为有机粘结剂的分解而增多,然后随高温烧结温度的升高孔隙逐渐减少.XRD分析结果表明:堇青石经SLS和高温烧结温度1 400℃以下时其相组成无明显改变,高于1 450℃时,出现部分分解,得到MgO相.SLS初坯抗压强度达1.54MPa,经1 400℃高温烧结4h其强度达到13.77 MPa.最后,应用优化工艺成形出传统工艺难以制造的复杂多孔堇青石陶瓷.     

纳米Ba0.9Sr0.1Ti1-xNdxO3的合成、烧结与介电性能

在100℃以下制备了一系列Ba0.9Sr0.1Ti1-xNdxO3固溶体纳米粉末(0≤x≤0.1),TEM观察粒子为均匀球形,平均粒径70 nm.制陶实验发现材料的室温介电常数达86000,比BaTiO3纯相提高近30倍,纳米粉体的烧结温度为1 150℃,比传统微米级粉体的烧结温度降低200℃.     

超重力反应沉淀法制备的纳米钛酸钡粉体的烧结与介电性能研究

将超重力法制备的纳米钛酸钡粉体在不同温度(700～900℃ )下煅烧,以提高粉体的结晶度,粉体的粒径从40nm增大到80nm。煅烧后的粉体经过干压成型后,在1100℃下保温2h烧结得到的钛酸钡最高室温介电常数为2880,相对密度为90%,晶粒尺寸达到0.70 μm左右。讨论了煅烧温度对粉体的烧结性能、陶瓷的介电性能及微观结构的影响。     

无压烧结凹凸棒块材的热导率研究

为探索凹凸棒天然矿物作为隔热材料的应用潜力，采用无压烧结方法制备了凹凸棒块材，研究了烧结温度对样品相组成、表面形貌、孔隙率以及热导率的影响.结果表明：随着烧结温度的升高，凹凸棒块材由以700℃时的石英相为主，转变为800～900℃时的石英与顽火辉石两相共存以及1 000～1 200℃时的石英、顽火辉石和方石英三相共存；微观结构由疏松的纤维形态，转变为以SiO₂为基体、MgO·SiO₂为第二相的致密结构，孔隙率显著降低.凹凸棒块材的热导率随着烧结温度的升高而增大，700℃下烧结的凹凸棒块材具有极低的热导率，室温下热导率为0.16 W/(m·K),且几乎不随测试温度的变化而变化，因此凹凸棒天然矿物作为隔热材料具有很大的潜力.     

烧结温度对Sr(Zn1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷微观结构的影响

利用固相法合成Sr(Zn1/3Nb2/3)O3(SZN)微波介质陶瓷,分别在1400℃,1 450℃与1 500℃下进行烧结,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱法系统的研究了烧结温度对SZN微波介质陶瓷微观结构的影响.研究发现烧结温度对SZN微波介质陶瓷微观结构有重要影响,较高的烧结温度有利于...     

纳米Ag（Ⅰ，Ⅲ）O粉体化学沉淀法制备条件的正交试验及其光学热分解性能研究

本文首先利用正交试验确定了液相沉淀法合成纳米AgO粉体的最佳制备条件。接着研究了最佳条件下制备的纳米AgO粉体的性能。UV—vis DRS分析结果表明，反射率随着AgO含量的增加而降低，高纯度AgO在400nm-1100nm波长范围内具有较强的吸收能力。TG—DTG分析结果表明，在N2气氛下，AgO热分解为Ag2O。的温度范围为100℃—200℃，Ag2O热分解为Ag的温度范围为400℃-450℃。     

掺纳米Al2O3的纳米8YSZ相变及电导率

掺8mol%Y2O3的纳米ZrO2粉体中加入0－5wt%纳米Al2O3，在1100℃、1200℃、1300℃不同温度下烧结2h，烧结样品在烧结温度达1200℃以上，掺1wt%以上的纳米Al2O3的四方相完全转变为立方相。初步探讨掺纳米Al2O3的8YSZ陶瓷烧结体相变机理及纳米Al2O3对8YSZ烧结体的晶参数和电导率影响。     

熔盐法制备Bi_(1.5)ZnNb_(1.5)O_7陶瓷

以Bi2O3,ZnO和Nb2O5为原料,KCl为熔盐,采用熔盐法和传统无压烧结工艺合成了单相Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷.XRD和SEM分析表明,在950～1 000℃合成了单相Bi1.5ZnNb1.5O7粉体.研究了不同工艺条件对Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷烧结特性、相组成、微观组织和介电性能的影响.随温度的升高,介电常数先增大后减小,介电损耗变化与之相反.在1 050℃烧结2 h后Bi1.5ZnNb1.5O7陶瓷介电性能最佳:εr≈155(1 MHz),tanδ≈3.1×10-3.     

Al2O3基泡沫陶瓷烧结工艺的研究

采用了常压烧结工艺,考察适用于制备细孔径Al2O3基泡沫陶瓷过滤器的最佳烧结温度方法.通过对泡沫陶瓷烧结工艺的研究,得出最佳烧结温度为1 400℃,保温时间为3 h,可得到抗压强度为2.71 MPa的细孔径氧化铝基泡沫陶瓷过滤器.     

处理我国铝土矿的两段烧结法研究

研究了处理A/S=5±的铝土矿两段烧结工艺。试验表明,Ⅰ段烧结最佳条件:碱比为1 2、烧结温度1100℃、烧结时间40min;Ⅱ段烧结最佳条件:钙比2 25、烧结温度1200℃、烧结时间30min;Ⅰ段溶出温度高于95℃后脱硅作用明显,溶液硅量指数可达400以上;两段烧结工艺氧化铝溶出率ηA标可达98 22%,总的化学碱耗为11 26kg.     

纳米镁铝尖晶石粉体的低温燃烧合成与表征

以硝酸盐和蔗糖为原料,利用低温燃烧合成制备纳米镁铝尖晶石(MgAl_2O_4)粉体,研究了不同煅烧温度、气氛以及加热速率等因素对纳米MgAl_2O_4粉体特性的影响.结果表明:随着前驱体煅烧温度的升高,纳米MgAl_2O_4晶粒尺寸逐渐增大;在O2环境中煅烧前驱体可以降低纯MgAl_2O_4相的形成温度,促进反应物质扩散、增大晶粒尺寸.在快速升温、蔗糖与硝酸盐物质的量比为2∶1以及通入O2的条件下,在400℃下煅烧生成MgAl_2O_4相,700℃时得到单相MgAl_2O_4纳米粉体.低温燃烧合成制备纳米MgAl_2O_4粉体结晶度高、晶粒尺寸细小,呈松散的软团聚态,有利于降低MgAl_2O_4陶瓷致密化烧结温度.     

纳米级TiO2添加剂对Al2O3陶瓷微观结构与烧结性能的影响

用微米级和纳米级两种不同的TiO2作为烧结助剂加入Al2O3陶瓷中,研究其对Al2O3陶瓷微观结构和烧结性能的影响.结果表明,纳米TiO2能更好的提高Al2O3陶瓷的烧结活性,降低烧结温度,Al2O3陶瓷在1 600 ℃以下就可致密烧结.另外,纳米TiO2的加入,对Al2O3陶瓷的微观结构也产生影响,加入纳米TiO2的试样其晶粒尺寸比加入微米TiO2的大,TiO2与Al2O3形成固溶体.     

纳米BaTi_(1-x)Ce_xO_3的合成、烧结与介电性能

采用常压液相法 ,在 10 0℃以下制备了一系列BaTi1-xCexO3 固溶体纳米粉末 (0≤x≤ 0 .3) ,经XRD物相分析和d -间距 -组成图证明 ,产品为立方晶系的完全互溶取代固溶体 ,结果符合Vegard定律 .TEM形貌观察 ,粒子为均匀球形 ,平均粒径 70nm .通过制陶实验 ,分别测定了该系列固溶体的室温介电常数以及介电常数随温度的变化 ,结果发现 ,用软化学方法在BaTiO3中掺入适量铈 ,由于掺杂离子均匀进入母体晶格 ,引起tc 降低 ,室温介电常数达 160 0 0 ,比BaTiO3纯相提高近 10倍 .制陶实验证明纳米粉体的烧结温度为 12 0 0℃ ,比传统微米级粉体的烧结温度降低 15 0～ 2 0 0℃ .     

SPS烧结温度对Ti2SnC导电陶瓷致密化的影响

机械合金化制备Ti2SnC粉体,采用放电等离子烧结（SPS）技术制备致密的Ti2SnC块体。研究烧结温度对机械活化SPS烧结Ti2SnC导电陶瓷块体致密化影响。结果表明,机械合金化合成Ti2SnC粉体经烧结后,气孔率随温度的升高逐渐降低。在900-1000℃之间进行SPS烧结可以获得纯度较高的块体。当温度在600-900℃范围内时,密度随烧结温度的提高而逐渐增大,当温度进一步提高时,则略呈下降趋势。     

放电等离子烧结制备高强度奥氏体不锈钢

以AISI 304L奥氏体不锈钢粉体为原料,采用高能球磨与放电等离子烧结(SPS)的方式制备致密化块体材料,对球磨产物和烧结体进行物相、微观形貌分析,并对烧结体的密度、硬度及拉伸性能进行测试。研究结果表明:AISI304L不锈钢粉体经高能球磨得到奥氏体与马氏体双相纳米晶粉;经SPS 950℃烧结的样品为奥氏体组织,并具有较优异的力学性能,其致密度为99.11%,屈服强度为336 MPa,抗拉强度为609 MPa,硬度为212.4 HV0.1。     

烧结工艺对BaTiO3基PTC热敏电阻材料性能的影响

为了优化PTC材料的性能,促进PTC材料的研究和开发.实验采用低温固态反应合成了Y,Mn掺杂纳米钛酸钡固溶体粉体,详细研究了各种烧结工艺对其PTC(正温度系数)材料性能的影响.利用XRD和TEM分析了样品的物相及微观形貌,并测试了R-t(阻-温)曲线.实验表明:在C还原气氛下烧结可有效地降低室温电阻,但几乎没有升阻比;...     

反应烧结法制备Mg_4Nb_2O_9陶瓷及其微波介电性能的表征

采用反应烧结法制备Mg4Nb2O9陶瓷,省去预烧阶段,优化了制备工艺,研究得到Mg4Nb2O9陶瓷样品的相组成、微观形貌以及微波介电性能随着烧结温度的变化关系.由XRD检测到陶瓷在1 200~1 450℃均得到纯相的Mg4Nb2O9陶瓷,在1 400℃烧结保温3h所得陶瓷密度为4.13g/cm3(相对密度94.25%),样品具有清晰的微观形貌,微波介电性能为:εr=12.1,Q×f=169 000GHz,τf=-55.55×10-6℃-1.