木材陶瓷制备多孔SiC的研究

椴木木粉／酚醛树脂复合材料经高温碳化制成木材陶瓷，然后经熔融Si反应性渗入制成了多孔的SiC陶瓷．借助X射线衍射、傅里叶红外吸收光谱和扫描电子显微镜等方法对木材陶瓷和多孔SiC的物相组成、微观结构和基本性质进行了研究，利用阿基米德法和三点弯曲法测定了木材陶瓷和多孔SiC的显气孔率和弯曲强度．结果表明，木材陶瓷是非晶碳材料，含有C—O—C醚键、C—C双键及C—H结构等，多孔SiC是由主晶相β-SiC和少量第二相Si组成的复合材料；多孔SiC遗传了木材陶瓷的多孔结构；木材陶瓷向SiC陶瓷的转变使弯曲强度从12．6MPa提高到73．8MPa，显气孔率从64．1％降至53．2％。     

CePO4基与ZrO2基陶瓷的坯体连接及其界面特征

为实现复杂形状陶瓷构件的低成本制备，以含粘结剂的料浆为连接材料，在坯体状态下对ZrO2基与CePO4基陶瓷进行无压同体及异体连接。微观分析表明，接点的颗粒尺寸小于母材的尺寸，接点及邻近区域的结构与母材相比更为致密，没有明显的裂纹、气孔及其他缺陷存在。其连接机理为烧结过程中母材与连接材料间的扩散反应，以及界面处颗粒间的相互镶嵌，力学性能测试显示接点的强度和母材的相近。     

原位生成法半固态连接Si3N4复相陶瓷的接头组织

为探索陶瓷材料的有效连接途径,提出一种原位生成增强颗粒的半固态钎焊陶瓷材料方法。采用自制钎料对Si3N4复相陶瓷进行钎焊试验。采取分步焊接的方法,在1023K下使钎缝内生成一定数量的AlCu2Ti金属间化合物,然后在1173K下对陶瓷材料进行半固态连接。显微观察表明:钎缝组织由低熔点的钎料基体和高熔点的金属间化合物组成,金属间化合物均匀分布在钎料基体中,有利于改善接头性能,降低接头的热膨胀不均匀性。     

纳米Ni-Al2O3金属陶瓷粉末热压致密化过程

采用粒径小于100 nm,金属Ni包覆Al2O3得到的纳米Ni-Al2O3化学包覆粉为原料,将Ni含量不同的几种纳米Ni-Al2O3(粒径约为38 nm)金属陶瓷复合粉末首先采取模压成形方式压制成直径为30 mm的圆片,然后放在石墨模具中在热压机上进行热压,研究热压(HP)温度和Ni含量对致密化过程的影响.研究结果表明:当Ni含量为20%和热压温度为1 400℃时,制品密度和显微硬度最高;在1 400℃热压2 h,Al2O3-Ni2O烧结体的相对密度最高,达到99.6%,Al2O3-Ni5的显微硬度HV达到1 690.9kg/mm2;随着Ni含量的增加,制品硬度降低,当Ni含量超过20%时,硬度降低非常显著,Ni含量为50%时HV降至1 316.7 kg/mm2;烧结体中Ni颗粒均匀分布在基体中,且大部分位于三角晶界处,有效地阻止了Al2O3基体晶粒的长大.     

(Ba, Pb)TiO3半导体陶瓷的特殊敏感性及其机理

研究了具有多孔网状结构(Ba,Pb)TiO₃半导体陶瓷的电阻温度特性, 发现在空气中长时间放置的(Ba, Pb)TiO₃陶瓷在居里点以前有一段电阻值随温度升高而增大的反常阻温特性. 进一步的研究结果表明(Ba, Pb)TiO₃陶瓷反常的阻温特性与其湿敏性相关, 在11%~93%相对湿度范围内, 电阻值变化3个数量级, 而且在单对数坐标中其湿阻特性曲线接近线性. 结合表面吸附、晶界势垒、铁电-顺电相变, 综合分析了(Ba, Pb)TiO₃陶瓷的特殊敏感性机理, 并给出定性解释.     

陶瓷化学镀镍的研究

研究了陶瓷化学镀镍的实验操作方法、工艺条件及各种因素对镀层的影响,确定了陶瓷镀镍的最佳工艺方法及控制条件.     

多孔陶瓷负载钯催化剂及污水处理研究

本研究以廉价的高岭土、滑石粉、氧化铝为主要原料,水泥为固化剂,疏水型活性碳粉为泡沫稳定剂,采用直接起泡法制备了高开气孔率的多孔陶瓷,采用浸渍和反应法负载氢氧化高钯催化剂.利用次甲基蓝模拟污水,并作为钯基催化剂催化次氯酸钠分解的标识物.研究了催化剂负载量、温度、次氯酸钠用量对催化剂降解次甲基蓝的影响.结果显示,多孔陶瓷负载的钯催化剂能有效催化次氯酸钠分解,极大地提高了次甲基蓝氧化褪色的速率,随温度升高,最终褪色所需时间急剧减少.在温度为40℃,催化剂量为0.4g,NaClO量为5mL,pH值为7.88的条件下,50mL浓度为10mg/L的次甲基蓝仅需要58min就能褪至无色.     

泡沫陶瓷基氢氧化高镍催化剂的制备及模拟污水处理研究

本研究以活性炭为造孔剂制备泡沫陶瓷,通过浸渍法使NiCl2负载于泡沫陶瓷,再与NaClO和NaOH混合溶液反应生成NiOOH催化剂.以一定浓度的亚甲基蓝为污水模拟物,亚甲基蓝褪色时间来衡量NiOOH催化剂的催化性能.以催化剂量、次氯酸钠量、pH、温度为变量,分别通过单因素实验和正交试验探究了它们对催化效果的影响以及确定污水处理的较优组合条件.结果表明,在温度为55℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL时,亚甲基蓝的完全褪色时间为131min.各因素对污水处理效果的影响顺序为温度催化剂量pHNaClO量.污水处理的最佳实用组合条件为温度为35℃、pH为8、催化剂量为1.0g、NaClO量为15.0mL.     

石墨烯复合材料在警车防弹防护方面的研究

研究警车高性能防弹防护材料应用技术,尝试采用石墨烯改性的方式对陶瓷及铝合金的强度、韧性性能进行了改性提升,利用石墨烯改性材料制备了复合防弹板,并进行了实弹射击试验,研究了防弹警车应用可行性.试验结果表明,石墨烯改性可以有效提高陶瓷的断裂韧度,以及铝合金的强度及弹性模量.经53式7.62 mm穿甲弹三次射击,靶板无穿透,用石墨烯改性陶瓷制备的防弹装甲板,可有效降低材料密度,大幅度提高防弹性能,对车辆防弹性能及轻量化技术研究具有一定的参考价值.     

基于复合ADRC的压电陶瓷驱动器自适应控制

针对压电陶瓷驱动器固有的迟滞现象对其定位控制精度的影响问题,提出将自抗扰控制(ADRC)与改进Preisach逆模型相结合的控制方案.以模型输入、输出迟滞环的线性度为标准,目的是提高微动工作台的定位精度,从而提高微操作效率和成功率.为了验证所提出控制策略的有效性,通过无控制方法、改进逆Preisach控制方法、复合PID方法、ADRC控制和复合ADRC控制实验,得出所选用压电陶瓷驱动器的迟滞环比重分别为12.3%,5.8%,4.7%,2.5%,1.4%.不同控制方案所得实验结果证明,ADRC与迟滞逆模型相结合的控制方案具有良好的控制性能.