DMAA凝胶体系注凝成型超细氧化锆陶瓷凝胶固化工艺的研究

研究了真空脱泡时间、引发剂、单体、交联剂与单体比、固化温度和固相量对低毒的DMAA单体凝胶固化和ZrO2生坯性能的影响.制备了表面光洁、不起皮、不开裂及形状复杂的生坯.在单体浓度为15;,交联剂与单体比为1∶50,引发剂添加量为1;,固化温度为60℃的条件下,采用固相量为52vol;的浆料制备的生坯抗弯强度接近30 MPa,可直接对其进行机械加工.压汞及SEM分析表明:生坯结构均匀,无团聚体及颗粒簇出现,孔径呈较窄的单峰分布,气孔率低(26;),孔径小(最可几孔径为36 nm).     

浸渍-裂解工艺对无压烧结制备六方氮化硼陶瓷性能的影响

以硼酸-尿素混合水溶液作为h-BN先驱体,对无压烧结制备的高纯h-BN陶瓷进行了浸渍-裂解-二次无压烧结处理,以提高其致密度和性能.研究了先驱体溶液浓度和循环次数对浸渍-裂解-烧结后h-BN陶瓷的显微结构及性能的影响.结果表明,随着先驱体溶液浓度的增大,h-BN陶瓷的密度、弯曲强度、断裂韧性和热导率均先升高后降低,浓度为68wt;时均达到最大.浓度过高会导致先驱体溶液在浸渍过程中发生析出,反而不利于浸渍.随着循环次数的增加,h-BN陶瓷的致密度、弯曲强度、断裂韧性及热导率均逐渐增大,但趋势逐渐变缓.循环6次得到的h-BN陶瓷的密度、弯曲强度、断裂韧性和热导率分别为1.465 g./cm3、84.1 MPa、1.52 MPa·m1/2、44.36 W·m-1·k-1,相对于未处理的h-BN陶瓷分别提高4.7;、31.6;、63.7;、31.2;.     

高品质LaAlO3-SrTiO3系陶瓷微波介电性能的研究

采用固相反应法制备了高品质(1-x)LaAlO3-xSrTiO3(x=0.54 ～0.63)系列微波介质陶瓷,研究了SrTiO3含量对LaAlO3-SrTiO3系陶瓷结构与性能的影响.结果表明:当x取0.54 ～ 0.63时,LaAlO3与SrTiO3形成了赝立方钙钛矿结构固溶体;在最佳工艺条件下,试样结构致密,无气孔,晶界清晰;随着x值的增大,陶瓷的体积密度由5.45g/cm3降至5.28 g/cm3,εr由38.9增大到约48.35,τf由-12×10-6/℃增大至.19×10-6/℃,品质因数Q·f则由75057 GHz降至48629 GHz.当x=0.6时,材料在1550℃下保温3h获得最佳的微波介电性能:εr=45.27,Q·f=57677 GHz,τf=+1×10-6/℃.     

Yb2O3对TiO2/(O''+β'')-Sialon复相陶瓷中TiO2相变的影响

以纳米锐钛矿型TiO2粉和（O＇＋β＇）-Sialon粉为原料制备出了TiO2／（O＇＋β＇）-Sialon复相陶瓷，研究了Yb2O3添加剂对材料中锐钛矿型TiO2相变的影响，对其影响机制进行了探讨。采用XRD对材料进行物相组成和晶格参数表征。结果表明，Yb2O3对锐钛矿相变开始温度无明显影响，但对相变有显著的促进作用，随添加量的增加，其作用逐渐减弱。添加的Yb2O3同时以两种形式存在：一部分进入TiO2晶格，一部分堆积在TiO2晶粒表面。Yb^n＋进入TiO2晶格置换Ti^4＋和Yb^3＋与TiO2发生氧化还原反应促进相变，而存在于TiO2表面的Yb^3＋与TiO2相互作用形成Ti-O-Yb键而抑制相变。Yb2O3对锐钛矿相变的影响是这两方面机制共同作用的结果。     

Y2O3, La2O3, Sm2O3对氧化铝瓷烧结及力学性能的影响

研究了3种稀土氧化物对氧化铝陶瓷烧结性能和力学性能的影响.结果表明 含Y2O3,La2O3,Sm2O3的添加剂促进了氧化铝瓷的烧结,提高了氧化铝瓷的力学性能.Y2O3和Sm2O3掺量为0.50%,La2O3掺量为0.75%时氧化铝瓷在1600或1620 ℃保温2 h烧结,相对密度达98.9%以上,强度超过439 MPa,断裂韧性达5.15 MPa·m1/2以上.微观结构分析表明,Y2O3,La2O3,Sm2O3抑止氧化铝晶粒生长,细化晶粒,使晶粒尺寸较均匀形成致密化结构.     

C3N6H6(H3BO3)2的合成及晶体结构

以三聚氰胺和硼酸为原料在水溶液中反应合成出了一种新的BCN化合物先驱体C3N6H6(H3BO3)2。XRD表征结果表明三聚氰胺和硼酸的最佳配比为1∶3(物质的量比)。用单晶X-射线衍射分析法测定了该化合物的晶体结构。该化合物属单斜晶系,空间群为P21/C,晶胞参数为a=0.3597(7)nm,b=2.0105(4)nm,c=1.4112(3)nm,α=90,°β=92.07(3),°γ=90,°V=1.0199(3)nm3,Z=4,D c=1.627g.cm-3,μ(MoKα)=0.144mm-1,F(000)=520。晶体结构经全矩阵最小二乘法修正,最终可靠因子R1=0.0519,wR2=0.1361。该化合物是由C3N6H6分子和H3BO3分子通过氢键加合组装形成的三维超分子结构化合物。     

注凝成型制备氧化锆增韧氧化铝陶瓷

采用低毒单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)制备了氧化锆增韧氧化铝(ZrO2/Al2O3,ZTA)陶瓷,氧化铝与氧化锆的质量比为3∶1,浆料的固相体积分数为50 vol%。讨论了不同干燥方式对干燥速率以及坯体性能的影响,研究了不同成型温度对坯体性能的影响。通过研究发现,在湿热烘箱中干燥的坯体强度最高,成型温度应控制在65℃附近。通过对不同单体含量的坯体烧结后陶瓷性能的对比,发现单体的加入量为10wt%左右较好,通过与干压成型陶瓷性能的对比,发现注凝成型得到的陶瓷强度和韧性分别提高了42.2%和23.5%,达到640 MPa和6.3MPa.m1/2,通过扫描电镜图片分析发现,注凝成型制得的陶瓷结构更均匀。     

0.2wt% Bi2O3、CuO、B2O3对5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的性能影响

采用传统的固相反应法,研究了三种烧结助剂Bi2O3、CuO、B2O3对5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3微波介质陶瓷的烧结性能和介电性能的影响。实验结果表明,掺入0.2wt%的Bi2O3、CuO、B2O3产生了液相,有效地降低了体系的烧结温度。Bi2O3和CuO的加入没有改变烧结体的微观形貌,它们介电常数和品质因数随烧结温度的变化趋势和体积密度趋于一致,均在体积密度最大时最高。当温度大于1300℃时,加入0.2wt%B2O3试样有柱状晶体生成,并随着烧结温度的升高而增多,柱状晶体的存在可能促使Q×f值较大的提高,当烧结温度过高时(1350℃),由于柱状晶体过多使得烧结体不均匀导致Q×f值下降。Bi2O3、CuO、B2O3的加入没有改变烧结体的晶相组成,因此所有烧结体均有近零的温度系数。结果表明,加入0.2wt%B2O3的5Ca0.6La0.267TiO3-5Ca(Mg1/3Nb2/3)O3在1325℃烧结温度具有最佳的介电性能:εr=54.87,Q×f=55 726 GHz,τf=-0.6 ppm/℃。     

溶剂热法合成六方氮化硼纳米晶的影响因素研究

以Li_3N和BBr3为原料,采用溶剂热法在220 ℃合成了h-BN纳米晶,研究了反应时间、表面活性剂和诱导晶粒对产物的影响.研究结果表明:反应产物主要为h-BN,同时含有少量c-BN,随着反应时间从12 h延长至36 h,晶粒尺寸从20 nm增大至80 nm;十二烷基苯磺酸钠的引入可以控制产物颗粒尺寸在10 nm左右,并且使球形度得到提高;以h-AlN为诱导晶粒时,产物中六方相含量增加,并且出现了h-BN纳米棒.     

AlN含量对SiC基复相陶瓷性能的影响

以MgO-CeO2为烧结助剂,采用热压烧结工艺在1850℃下制备了SiC基复相陶瓷.研究了不同AlN含量对复相陶瓷致密性与导热性能的影响.结果表明:不添加AlN时,试样致密性最差,气孔率和体积密度分别为4.71;和2.43 g/cm3.AlN含量升高至5wt;时,试样致密性有所提高.AlN含量进一步升高至10wt;～20wt;,试样完全致密,气孔率和体积密度分别保持在0.20;和3.31 g/cm3.在AlN含量为10wt;时,样品具有最高的热导率51.62 W·m-1·K-1,同时弯曲强度和断裂韧性达到顶点,分别为731.3 MPa和7.3 MPa·m1/2.