氮化硅陶瓷高温蠕变行为及Y2O3和CeO2的影响

通过对材料高温下三点弯曲试样中心挠度与时间关系的分析，给出了通过挠度来表征材料高温蠕变性能的方法和表达式，并实际分析了3种不同添加剂氮化硅材料的高温蠕变性能。指出以Y2O3，CeO2为添加剂的氮化硅陶瓷经过热处理后比以MgO为添加剂的氮化硅陶瓷具有更好的抗高温蠕变性能。这主要是由于前者热处理后在晶界析出二次小晶粒，使晶界玻璃相大为减少，有效地抑制了高温下晶界的滑移。此外，Y，Ce与Si，N，O形成的玻璃相高温粘度高，也对材料抗高温变形有利。材料高温下往往是因为变形超过允许极限而失效。此时，通过挠度-时间关系可以很好地反映这一变化过程，并可初步判断材料使用的上限温度。     

氮化硅陶瓷高温蠕变行为及Y_2O_3和CeO_2的影响

通过对材料高温下三点弯曲试样中心挠度与时间关系的分析,给出了通过挠度来表征材料高温蠕变性能的方法和表达式,并实际分析了3种不同添加剂氮化硅材料的高温蠕变性能。指出以Y2O3,CeO2为添加剂的氮化硅陶瓷经过热处理后比以MgO为添加剂的氮化硅陶瓷具有更好的抗高温蠕变性能。这主要是由于前者热处理后在晶界析出二次小晶粒,使晶界玻璃相大为减少,有效地抑制了高温下晶界的滑移。此外,Y,Ce与Si,N,O形成的玻璃相高温粘度高,也对材料抗高温变形有利。材料高温下往往是因为变形超过允许极限而失效。此时,通过挠度-时间关系可以很好地反映这一变化过程,并可初步判断材料使用的上限温度。     

稀土对Si3N4陶瓷力学性能和显微组织的影响

研究了Y2 O3,La2 O3,Nd2 O3等稀土氧化物对Si3N4 陶瓷力学性能和显微组织的影响。添加稀土氧化物的Si3N4 陶瓷可以获得较好的力学性能。添加复合稀土氧化物 (Y2 O3 La2 O3)后 ,断裂韧性达 7 8MPa·m1 2 ,抗弯强度达 962MPa,其性能提高的主要原因是稀土氧化物改善了材料的显微组织 ,提高了 β Si3N4 晶粒的长径比。     

第四组元对Y_2O_3-Al_2O_3-SiO_2钎料连接氮化硅陶瓷的影响

在Y2 O3 Al2 O3 SiO2 (YAS)钎料中添加TiO2 (YT)和Si3N4(YN) ,并进行氮化硅陶瓷的连接。用四点弯曲方法测定不同连接工艺下的连接强度 ,并对连接界面进行SEM ,EPMA和XRD分析。接头强度随着保温时间、连接温度的增加 ,而逐渐增加。在达到峰值后 ,连接强度逐渐降低。在YAS中添加TiO2 ,可以形成Si3N4/Y Sialon玻璃 TiN/TiN/Y Sialo玻璃的梯度层界面 ;而在YAS钎料中添加Si3N4,可以降低接头界面的热应力 ,改善接头强度。微观分析表明 :接头强度的变化主要与界面反应有关。     

稀土氧化物对水煤气变换催化剂Au/CeO2性能的影响

采用沉积沉淀法制备了一系列Au/CeO2-RE2O3(RE=Nd,Eu,Sm,Y)和不同Y2O3添加量的Au/CeO2-Y2O3水煤气变换(WGS)反应催化剂,通过N2吸附-脱附、X射线粉末衍射、H2程序升温还原和Raman光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,Y2O3的引入能有效提高Au/CeO2体系WGS反应的活性和稳定性,其中Ce/Y摩尔比为35时催化剂活性和稳定性最高.这是由于该添加量的Y2O3能最大程度提高Au/CeO2催化剂的结构稳定性,形成较高表面氧缺陷,有效增强Au与载体间相互作用.     

Al2O3掺杂对CeO2基固体电解质性能的影响

利用四探针电阻测量法、 SEM等手段研究了CeO2基固体电解质材料中掺杂Al2O3后的性能变化. 实验发现, 加入的Al2O3分布在晶界处, 将会导致裂纹偏转, 可以显著增加CeO2基材料的强度, 最大弯曲强度对应的Al2O3添加剂量为3 mol%. 另外, 掺杂Al2O3后由于热膨胀系数的差异, 在CeO2中引入压缩性应力, 可以抑制裂纹的进一步扩展. 加入Al2O3还具有显著的促进烧结作用, 但使电导率降低.     

CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢

研究CeO2改性Cu/Al2O3催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应过程,得到低温活性、氢选择性和稳定性较好的催化剂.Cu/Al2O3催化剂中添加CeO2提高了催化剂的活性和稳定性,当CeO2质量分数为20％时,催化剂活性表现最佳.在反应温度250 ℃,水醇摩尔比为1.0,液体空速为3.28 h －1条件下,甲醇转化率为95.5％,氢气选择性为100％.此外,CeO2通过促进水气转化反应降低了重整气中CO的含量.Cu/CeO2/Al2O3催化剂在200 h的寿命实验中,活性仍保持在90.0％以上,而Cu/Al2O3催化剂在100 h的寿命实验中,活性已很快下降.XRD和TPR分析及表面元素分布结果表明,铜和铈相互作用促进了铜在催化剂表面的高度分散,阻止了铜晶粒团聚、烧结,促使铜晶粒细小化,促进了铜的还原,改善了Cu/CeO2/Al2O3催化剂的性能.     

Au/CeO2/Y和Au-MFe2O4催化剂用于有氧条件下CH4还原NOx的研究

以CeO2／Y分子筛和MFe2O4(M=Ni,Co，Zn)为载体，制备Au／CeO2／Y和Au-MFe2O4负载型金催化剂．用CH4做还原剂，考察了它们在有氧条件下催化还原NOχ的活性．结果表明：在Au-Y中引人助剂Ce，使得Au／CeO2／Y的催化活性高于Au／Y；Au-CoFe2O4的催化活性高于Au-Fe2O3，反应温度为300℃时，NOχ在Au-CoFe2O4上的转化率达到39．70%．     

质子导体SrCe0.9Y0.1O3-α的柠檬酸法合成研究

采用柠檬酸液相法合成了钙钛矿相SrCe0.9 Y0.1 O-α跃粉体，将所制粉体模压成型后在1450℃烧结10h得到陶瓷膜片。对粉体合成的热处理过程进行了DSC／TG，XRD研究，通过SEM观察了粉体及膜片的微观结构。结果表明，用柠檬酸液相法制备的螫合前驱体在热处理形成srCe0.9 Y0.1 O3-α的过程中，先出现了YxCe1-x O2-x／2复合氧化物、SrCO3及反尖晶石结构的Sr2CeO4相，在1100℃可以完令转变为SrCe0.9 Y0.1 O3-α钙钛矿相；这种方法比传统固相法的合成法温度低，粉体一次粒子粒径小于1μm，分散性差，但烧结性能良好。     

CeO2和Pd在Ni/γ-Al2O3催化剂中的助剂作用

采用脉冲微反技术研究了添加n型半导体氧化物CeO2及贵金属Pd对Ni/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭反应性能的影响,并运用BET、TPR、CO2 TPSR及氢吸附等技术对催化剂进行了表征.结果表明, n型半导体氧化物CeO2的添加可以降低Ni/γ Al2O3催化剂上CH4裂解积炭活性,提高CO2消炭活性,添加少量贵金属Pd可以进一步改变载体Al2O3、助剂CeO2和活性组分Ni之间的相互作用,从而改善Ni/γ Al2O3催化剂的抗积炭性能.通过Ni Ce Pd/γ Al2O3催化剂上CH4积炭/CO2消炭模型对上述作用机制作出了新的解释.     

Influence of CeO2 and La2O3 on properties of palladium catalysts used for emission control of natural gas vehicles

Pd/YZ-Al2O3 (Y and Zr modified Al2O3, and hereafter, labelled as Al) catalysts with 4 wt% additive CeO2 and/or La2O3 were prepared and characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), NO-temperature programmed desorption (NO-TPD), N2-adsorption/desorption (Brunauer-Emmet-Teller BET method), X-ray diffraction (XRD) and CO-chemisorption. Catalytic activities for CH4, CO and NO conversion were tested in a gas mixture simulated the emissions from natural gas vehicles (NGVs) operated under stoichiometric conditions. The results indicated that all catalysts exhibited excellent catalytic performances for CH4 and CO oxidation and the promoting effect of CeO2 or La2O3 was significant for NO conversion. XPS results showed that the electron density around Pd was increased by CeO2 and/or La2O3, the binding energy of Pd 3d decreased as the order: Pd/Al>Pd/Ce/Al>Pd/La/Al>Pd/CeLa/Al. The electron-rich Pd showed Rh-like catalytic properties which exhibited good activity for the reduction of NO. NO-TPD results showed that the addition of CeO2 and/or La2O3 increased NO adsorption on surface, and promoted the conversion of NO.     

CeO2-ZrO2-La2O3-Al2O3 composite oxide and its supported palladium catalyst for the treatment of exhaust of natural gas engined vehicles

Composite supports CeO2-ZrO2-Al2O3 (CZA) and CeO2-ZrO2-Al2O3-La2O3 (CZALa) were prepared by co-precipitation method. Palladium catalysts were prepared by impregnation and their purification ability for CH4, CO and NOx in the mixture gas simulated the exhaust from natural gas vehicles (NGVs) operated under stoichiometric condition was investigated. The effect of La2O3 on the physicochemical properties of supports and catalysts was characterized by various techniques. The characterizations with X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy revealed that the doping of La2O3 restrained effectively the sintering of crystallite particles, maintained the crystallite particles in nanoscale and stabilized the crystal phase after calcination at 1000 ℃. The results of N2-adsorption, H2-temperature-programmed reduction (H2-TPR) and oxygen storage capacity (OSC) measurements indicated that La2O3 improved the textural properties, reducibility and OSC of composite supports. Activity testing results showed that the catalysts exhibit excellent activities for the simultaneous removal of methane, CO and NOx in the simulated exhaust gas. The catalysts supported on CZALa showed remarkable thermal stability and catalytic activity for the three pollutants, especially for NOx. The prepared palladium catalysts have high ability to remove NOx, CH4 and CO, and they can be used as excellent catalysts for the purification of exhaust from NGVs operated under stoichiometric condition. The catalysts reported in this work also have significant potential in industrial application because of their high performance and low cost.     

La2O3 和CeO2对CH4-CO2重整Ni/MgO催化剂结构和性能的影响

采用共沉淀方法制备了NiO-MgO、NiO-La2O3-MgO、NiO-CeO2-MgO三种催化剂，用BET、XRD、TPR、XPS、TG及活性评价等方法考察了La2O3、CeO2助剂对NiO-MgO物化性质和CH4-CO2重整反应性能的影响.实验结果表明，三种催化剂中镍物种以镍镁固溶体形式存在.与NiO-MgO相比， NiO-La2O3-MgO、NiO-CeO2-MgO具有较高比表面积，且其镍物种可还原能力有所增强， NiO-CeO2-MgO尤为明显. La2O3、CeO2均在一定程度上改善了NiO-MgO的CH4-CO2重整反应性能，提高了镍晶粒的抗烧结能力.但二者的作用机制有所差异， La2O3和CeO2分别主要作为结构助剂和电子助剂发挥作用.     

松散接触下 Au-Ce强相互作用对 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂催化柴油炭烟燃烧活性的影响

与汽油发动机相比,柴油发动机具有热效率高、CO2排放低、寿命长、续航距离远和经济性好等优点,可大大缓解能源短缺,降低 CO2排放量.因此,机动车柴油化是当前发展趋势.然而,柴油发动机在使用过程中会排放大量炭烟颗粒物,对人体危害极大.因此,控制炭烟颗粒排放成为环境催化研究的重点之一.
　　炭烟颗粒物催化燃烧反应是典型的固(炭烟颗粒)-固(催化剂)-气(O2)多相催化反应.三维有序大孔氧化物(3DOM)具有大孔径和内部贯通的孔道结构,能有效提高炭烟颗粒与催化活性中心的接触性能.同时,纳米 Au颗粒在大孔氧化物表面的负载可有效提高催化剂本征活性,但纳米 Au颗粒催化剂热稳定性较差. CeO2具有较好的储放氧性能,可与贵金属活性组分发生相互作用,从而提高贵金属纳米颗粒的分散度和稳定性.因此,本文从柴油炭烟颗粒物催化燃烧反应本质出发,设计制备了高炭烟燃烧催化活性的3DOM氧化物担载 Au基催化剂,研究了 Au与 CeO2强相互作用对炭烟燃烧活性的影响.
　　采用胶体晶体模板法制备3DOM Al2O3载体,由微孔膜氨沉淀法制备 CeO2/3DOM Al2O3催化剂,以还原-沉积法制备 Au/3DOM Al2O3和 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂,并利用扫描电镜、N2物理吸附-脱附、X射线衍射、透射电镜、紫外漫反射光谱、H2程序升温还原和 X射线光电子能谱等手段对催化剂形貌、比表面积、物理化学性质和氧化还原性进行了表征.结果表明,在 CeO2/3DOM Al2O3中, Al3+可进入到氧化铈晶格内,形成 Al-Ce-O固溶体,产生氧空位,这有利于氧物种转移.此外, Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂中 Au和 CeO2之间的强相互作用能增加 Au纳米颗粒表面活性氧物种数量,从而促进柴油炭烟燃烧反应.纳米颗粒 Au的担载使得催化柴油炭烟燃烧的起燃温度明显降低,其中 Au/CeO2/3DOM Al2O3催化剂表现出最高的催化活性,T10,T50和T90分别为273,364和412oC.     

不同铈添加量对CeO2-ZrO2-Al2O3材料性能的影响

采用共沉淀法制备了一系列不同铈添加量的CeO2-ZrO2-Al2O3(CZA)储氧材料,并通过XRD、低温N2吸附-脱附、氧脉冲吸附(OSC)和H2-TPR等手段进行了表征。XRD结果表明,在1 000和1 100℃高温焙烧后,当CeO2添加量为8%时样品具有最好的结构稳定性能。N2吸附-脱附结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最好的织构性能,1 000℃时,比表面积和孔容分别为:136.6 m2.g-1和0.38 mL.g-1;1 100℃时,比表面积和孔容分别为:83.7 m2.g-1和0.23 mL.g-1。OSC结果显示,CeO2添加量为8%时样品具有最大的储氧量,1 000℃和1 100℃分别为70μmol.g-1和31μmol.g-1。H2-TPR结果表明,CeO2添加量为8%时样品具有最佳的还原性能。     

低水碳比条件下 Ni/CeO2/Al2O3催化剂上液化石油气的预重整

采用硝酸盐溶液共浸渍薄水铝石制备了不同Ni含量的Ni/CeO2/Al2O3催化剂,并采用X射线衍射、N2物理吸附和程序升温还原等手段对其进行了表征.结果表明,Ni和CeO2物种之间存在较强的相瓦作用,CeO2的加入有利于NiAl2O4还原成金属Ni,而金属Ni又促进了CeO2还原并与Al2O3反应形成CeAlO3.详细...     

Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂BaTiO3基X8R陶瓷微观结构与介电性能

研究了Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12掺杂对钛酸钡基陶瓷微观结构和介电性能影响。结果表明,掺杂Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12后钛酸钡基陶瓷晶粒明显长大,同时烧结温度可由1 280℃降低至1 180℃。系统的介电性能和Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量有密切关系。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,体系的居里峰被明显压低和展宽,当掺杂量为2mol%时居里峰变得不明显。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量从0.5mol%增加到2mol%,系统的居里温度由131℃升高至139℃。当Bi4(Ti1/3Sn2/3)3O12的掺杂量为1mol%时,钛酸钡基陶瓷介电常数为1 930,介电常数温度变化率为5%(-55℃),13%(134℃),-8%(150℃),满足X8R标准。     

碳化硅多孔陶瓷的制备及烧结研究

采用一种新型的造孔剂酵母粉（主要化学成分是C，H，O，N，P，S等元素）制 备碳化硅多孔陶瓷。对碳化硅多陶瓷烧制过程中化学成分的变化进行了详细的研究 ，发现浆料的分散性与甘油添加量之间存在一定的关系。选用Al_2O_3作为烧结助 剂，随着添加量的变化，碳化硅多孔陶瓷的烧结行为也有明显的不同，Al_2O_3最 佳添加量为5% - 10%。酵母粉的添加量也直接影响碳化硅多孔陶瓷的气孔率和抗折 强度。此外，烧成温度和保温时间对烧结也有很大的影响，烧成制品的化学成分随 烧成温度的不同而不同。