溶胶-凝胶法制备镁硅陶瓷纤维及其结构研究

采用溶胶-凝胶法制备了镁硅陶瓷纤维,借助TG/DSC、XRD、FTIR及SEM等测试手段研究了溶胶粘度和硅镁比对纤维制备过程的影响,探讨了凝胶纤维的结构及高温析晶行为.结果表明:适宜的水硅比和较大的硅镁比,有助于高硅区镁硅陶瓷纤维的制备;调节硅镁比,不会改变纤维在高温下的析晶类型,但可以凭借镁离子与氧离子配位结构的变化,调控硅氧网络结构的结合强度,进而影响纤维的初始析晶温度.     

镁铝尖晶石-钇铝石榴石复相材料的制备研究

以富铝尖晶石为原料,分别加入Y2O3细粉、Y2O3和α-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,制备尖晶石-钇铝石榴石复相材料.研究了氧化钇的不同引入方式和烧结温度对尖晶石-钇铝石榴石复相材料烧结性能的影响,并通过XRD、SEM等手段对其物相组成和显微结构进行表征.结果表明:向富铝尖晶石中分别加入Y2O3细粉、Y2O3和αt-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,均能制备出尖晶石-钇铝石榴石复相材料;当Y2O3和α-Al2O3混合粉的加入量为6;,经1750℃烧结3h后,所制备的试样的致密化程度较高,体积密度达3.34 g/cm3,显气孔率为8.0;,制备的试样中镁铝尖晶石、钇铝石榴石晶粒发育较好.     

纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为及流变性的影响

研究了纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为的影响以及纳米SiO2与可水合氧化铝混合料浆的流变性.利用XRD和SEM,研究了水化产物的物相组成和形貌特征,并利用Zeta电位仪与流变仪,测试了纳米SiO2-可水合氧化铝料浆的表面电位与流变行为.结果表明:纳米SiO2的添加减缓了可水合氧化铝的水化速度,其原因是纳米SiO2在可水合氧化铝颗粒表面形成包覆层阻碍了其与水的直接接触,从而降低了可水合氧化铝的水化速率;在碱性条件下,纳米SiO2的添加使可水合氧化铝料浆具有良好的分散性,降低了料浆的触变性,使料浆呈现剪切变稀行为.     

熔盐法合成二硼化钛纳米粉体研究

在NaCl-KCl熔盐中利用镁热还原法,以二氧化钛和硼粉为原料,金属镁粉为还原剂合成了TiB2纳米粉体,研究了合成温度、Ti/B摩尔比、保温时间对TiB2粉体合成的影响.通过XRD、TEM、BET对粉体的物相组成、显微形貌及比表面积进行了表征.研究结果表明:800℃时开始有TiB2生成,随温度升高,TiB2晶粒沿(101)晶面择优生长,最佳合成温度为1000℃.Ti/B摩尔比为1∶2.4时,经1000℃保温3h后合成了球形TiB2粉体,颗粒尺寸分布在5 ～30 nm之间;在界面机制控制下,延长保温时间到6h后,颗粒形貌由球形转变为立方状,尺寸增大到30 ～ 60nm,测得其比表面积为49.142 m2/g.     

感应加热碳热还原合成LaB6粉体

以La2O3、B2O3为原料、沥青粉为还原剂,在感应炉中采用碳热还原法快速制备了LaB6粉体.利用XRD、SEM、TEM以及激光粒度分析仪对合成的LaB6粉体进行了表征.结果表明:在感应加热及Ar气气氛下,经1600℃保温30 min后可获得分散性好且晶粒发育良好的LaB6粉体,其d50约为4.58 μm.在感应场下加热可明显缩短反应时间,这主要是由于在高温以及感应场的协同作用下反应体系中的液相快速生成加速了物质的迁移以及B4C过渡相的析出,从而促进了LaB6的形成.     

陶瓷纤维/莫来石晶须原位增强堇青石-莫来石轻质隔热材料

以蓝晶石、粘土、氧化镁粉为原料,以淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维或多晶莫来石纤维和AlF3,通过莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的堇青石-莫来石轻质隔热材料.研究了陶瓷纤维在AlF3的作用下对材料显微结构观察、常温力学性能和导热系数的影响.研究表明:在AlF3的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面垂直生长,部分穿插在发育良好的堇青石晶粒中;这种具有陶瓷纤维/莫来石晶须互锁结构的的陶瓷材料,其力学性能得以提高并降低了材料的导热系数.     

Al2O3-硅溶胶体系胶凝特征及流变行为研究

以碱性硅溶胶为研究对象,通过对比胶凝时间、粘度、触变面积、剪切应力等流变参数,研究了添加剂对溶胶及其结合料浆流变行为及凝聚过程的作用规律.结果表明:硅溶胶呈现剪切增稠,当pH值为5-7时,硅溶胶最不稳定;氯化铵的添加及其浓度的增大,导致了硅溶胶及其结合料浆粘度的增大及稳定性的显著降低;有机酸的引入,有助于降低硅溶胶及其结合料浆的粘度、减小触变面积、进而提高体系的稳定性.     

Ce、Fe共置换锰酸钇陶瓷的结构和磁性能研究

采用低温固相法制备Y0.85Ce0.15Mn0.8Fe0.2O3粉体,经高温烧结制得陶瓷,研究了Ce、Fe共置换对锰酸钇陶瓷的微结构和磁学性能的影响.采用XRD对Y0.85Ce0.15Mn0.8Fe0.2O3粉体和陶瓷进行物相分析,利用TEM和FESEM对样品进行显微形貌分析;同时研究了Y0.85Ce0.15Mn0.8Fe0.2O3陶瓷的磁学性能,并利用XPS分析了其中磁性离子的价态分布.结果表明,前驱体经800℃煅烧后可制得单相Y0.85Ce0.15Mn0.8Fe02O3纳米粉体;该粉体经1450℃烧结制得致密的Y0.85Ce0.15Mn0.8Fe0.2O3陶瓷,其反铁磁转变温度为29K,在低温下存在反铁磁有序;与YMn0.8Fe0.2O3相比,Y0.85Ce0.15Mn08Fe0.2O3中Fe2+含量降低,Mn离子的混价结构由Mn2 +/Mn3+转变为Mn3 +/Mn4+,陶瓷的磁性转变温度降低.     

低温固相法制备YMnO3纳米晶粉体

以金属无机盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用低温固相法制备前驱体,再经煅烧获得高纯度YMnO3纳米粉体.利用FTIR和TG/DSC对前驱体的组成及热分解过程进行分析,用XRD、FESEM、TEM测试手段分析了YMnO3的相组成和粒子形貌,并研究了该纳米粉体的磁学性能.结果表明:经800℃煅烧可获得高纯YMnO3纳米晶粉体,颗粒近似球形且尺寸分布均匀,约为20 ～30 nm,其反铁磁转变温度为45K.经1500℃烧结3h后可获得致密的YMnO3陶瓷.     

CoC2O4·2H2O纳米晶形貌可控合成

通过简单调节反应介质热塑性酚醛树脂与乙二醇配比,选择性地制备了CoC2O4·2H2O纳米棒和纳米片晶体或其两种形貌晶体混合物.样品热重和差示扫描量热(TG-DSC)、X射线粉体衍射(XRD)、场发射扫描电镜( FESEM)实验表明:以热塑性酚醛树脂为反应介质得到了COC2O4·2H2O纳米棒;以乙二醇为反应介质得到了CoC2O4·2H2O纳米片;逐渐增大乙二醇和酚醛树脂质量比,实现了CoC2O4·2H2O形貌由纳米棒形貌转变为纳米片形貌.基于不同晶体形貌和实验结果,提出了棒状和片状COC2O4·2H2O可能的形成机理模型以解释两种形貌COC2O4·2H2O纳米晶的生长行为.