掺杂Sm_2O_3的Y_2O_3-2TiO_2系微波介质陶瓷的性能研究

以具有中介电常数的新型Y2O3-2TiO2系微波介质陶瓷为基体,选用Sm2O3作为掺杂改性剂,通过传统固相法制备成陶瓷。重点研究了不同Sm2O3掺杂量对基体Y2O3-2TiO2微波介质陶瓷物相组成和介电性能的影响。采用X射线衍射和扫描电子显微镜分别对其物相组成和显微结构进行了分析,用阻抗分析仪和网络分析仪测试其介电性能。结果表明:掺杂Sm2O3未改变材料的主晶相,仍为A2B2O7烧绿石结构,Sm3+取代Y3+占据A位;掺杂有效降低了陶瓷的烧结温度,掺杂量为5%(质量分数)时,烧结温度为1330℃,材料的综合性能最佳,εr=23,tanδ=0.0046,Q×f=6713 GHz。     

Sm2O3掺杂CeO2纳米粉体的烧结动力学

对Sm2O3掺杂CeO2纳米粉体的烧结性能进行了研究, 得出等速烧结过程中试样的线收缩率、密度、气孔率随烧结温度的变化规律, 它们随烧结温度的变化均呈"S"型曲线关系, 利用非线性回归了等速烧结过程动力学方程. 结果表明, Sm2O3掺杂CeO2纳米粉体的烧结过程分为3个阶段, 当烧结温度低于1000 ℃时, 线收缩率与密度变化较小, 处于烧结的初期; 在1000～1400 ℃时, 随着烧结温度的升高, 线收缩率与体积密度急剧增大, 材料开始烧结并致密化; 当烧结温度高于1400 ℃时, 线收缩率与体积密度趋于一恒定值, 材料已经致密化. 由归一化速率方程可知, 在T=1225 ℃时, 材料的烧结致密化速率最大.     

掺杂物对负载型ZrO_2/Al_2O_3的催化性能的影响

用浸渍-沉淀法分别制备了负载型ZrO_2/Al_2O_3和ZrO_2-(MgO、 K2O、 CeO_2、La_2O_3)/Al_2O_3催化剂. 用XRD、 BET、 TPD对催化剂的晶相结构、比表面积、孔径分布、表面酸碱性等进行了表征;同时以CO_2和CH_3OH为探针用原位红外对催化剂的吸附行为进行研究. 结果表明, 掺杂氧化物有效的阻止ZrO_2晶粒的团聚, 并提高了催化剂的比表面积和平均孔径;CeO_2的添加有利于碱性中心数的增多, La_2O_3有利于酸性中心数的提高. 原位红外结果表明CH_3OH能在ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表面发生解离吸附, 而CO_2在催化剂表面均出现单齿态吸附. CO_2和CH_3OH在常压下直接合成碳酸二甲酯(DMC)反应中ZrO_2-(CeO_2、 La_2O_3)/Al_2O_3催化剂表现出较好的催化活性和选择性.     

Pr2O3掺杂SnO2陶瓷电极的制备及性能表征

通过共沉淀法制备了掺杂Pr2O3的二氧化锡电极样品,主要研究了在SnO2陶瓷电极中添加不同含量的Pr2O3对形貌结构及性能的影响.借助于XRD和SEM分析试样的晶型结构和微观形貌,结果表明Pr2O3能促进二氧化锡晶粒长大,并产生新的第二相Pr2Sn2O7.当Pr2O3含量从1%增加到5%(质量分数)时,第二相依次增多并镶嵌在主晶格中.通过电阻率和力学性能的测定,发现掺杂3%Pr2O3有利于提高SnO2电极的烧结致密化和降低电阻率,过量的Pr2O3则会产生过多第二相而不利于致密化烧结.     

Sm2O3掺杂TiO2光催化剂的制备和性能

 采用溶胶-凝胶法制备了Sm2O3掺杂TiO2光催化剂,通过X射线衍射、程序升温脱附和漫反射紫外-可见光谱等手段对催化剂进行了表征,并以苯酚为光催化降解反应模型化合物考察了光催化剂的活性,测定了苯酚在TiO2和Sm2O3掺杂TiO2光催化剂上的吸附常数. 结果表明,Sm2O3掺杂TiO2光催化剂具有较强的紫外光吸收性能. Sm2O3掺杂使TiO2粒径减小,比表面积增大,同时导致氧脱附温度提高及脱氧量增大. Sm2O3掺杂有利于反应底物在催化剂表面的吸附,Sm2O3的最佳掺入量为Sm/Ti摩尔比=0.8%.     

稀土掺杂对γ—Fe2O3磁粉性能的影响

探讨了稀土掺杂对α-FeOOH针形微晶的生长过程和γ-Fe_2O_3磁粉性能的影响。α-FeOOH针形微晶生长采用碱法工艺。实验结果表明,稀土掺杂能够提高α-FeOOH针形微晶的轴比和它在热处理过程中的抗烧结性能,而H对γ-Fe_2O_3磁粉的磁记录特性有增益,特别是对主要磁记录特性的热稳定性增益更为显著。掺有0.1mol％混合稀土的γ-Fe_2O_3磁粉的磁性能如下:矫顽力H_c为36.3kA/m(455 Oe),比饱和磁化强度σ_s为90.4μWbm/kg(72emu/g),比剩余磁化强度σ_r为54μWbm/kg(43emu/g); 掺有0.1mol％Dy的γ-Fe_2O_3磁粉,·其剩余磁化强度在-200℃～200℃之间的温度系数可达-5×10~(-4)℃~(-1)。     

钐掺杂对锰锌铁氧体微波电磁性能的影响

采用同相法合成了钐掺杂的锰锌铁氧体Mn0.3Zn0.7Fe2-xSmxO4,(x=0,0.01,0.02,0.04,0.06),通过XRD对合成粉末进行了晶体结构的分析,结果表明:当x≤0.02时,制得的粉体为相对较纯的尖品石型铁氧体.稀土掺杂锰锌铁氧体的晶格常数随着掺钐量的增加先增大后减少.使用Agilent8722ET网络分析仪在2～18 GHz的频率范围内对其微波电磁特性进行测试,结果显示,当掺钐量为0.02时,在9～18 GHz的频率范围内电磁参数ε'和ε"稍有增加,ε"最大值出现的位置移向低频.μ"和μ'峰值均大大增加,最大值分别达到6.2和5.5,该掺钐晕下微波电磁性能最佳.利用微波电磁理论分析了电磁参数的变化机制.     

Nd2O3掺杂(BaSr)TiO3对陶瓷结构和性能的影响

采用常规固相反应法,以Ba0.6Sr0.4TiO3 10%MgO(BSTO)体系为基体成分,研究了Nd2O3掺杂对其显微组织结构和介电性能的影响规律,结果表明掺杂Nd2O3后,抑制了BSTO晶粒的生长;随着Nd2O3掺杂量的增加,陶瓷的晶粒尺寸变小,密度增大,材料的居里温度向负温度方向移动,并且展宽了介电峰,使材料的温度稳定性提高,此外,随着Nd2O3掺杂量的增加,材料的可调性减小,介电常数减小。     

Fe2O3掺杂Ce0.8Nd0.2O1.9固体电解质的结构与导电性能

采用溶胶-凝胶法合成SiO2含量小于50×10-6的Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)陶瓷粉体,并将少量Fe2O3加入到NDC体系中,讨论Fe2O3的掺杂对其微观结构及电性能的影响。通过X射线衍射(XRD)等手段对氧化物进行结构表征,交流阻抗谱(AC)测试电性能。研究表明,Fe2O3的掺杂显著提高NDC陶瓷材料的致密度;相比于NDC而言,加入Fe2O3后材料的晶界电导率提高约12倍,总电导率提高约6倍。     

纳米Sm2O3掺杂CeO2粉末的制备和性能表征

以Ce2(CO3)3和Sm2O3为原料, 用改进的氨水-双氧水沉淀法制备了CeO2和(CeO2)0.8为基质(Sm2O3)0.2的纳米粉末.对干燥后的氢氧化物进行了TG/DSC热分析, 约650 ℃时Ce(OH)4完全转变为CeO2.XRD分析表明, 650 ℃焙烧的粉末为萤石结构, 说明Sm2O3已固溶到CeO2中.经TEM测试, 粉体颗粒大小在5～10 nm之间, BET测试的平均颗粒尺寸为11.2 nm.由TEM照片还可以看出粉体具有良好的分散性, 且无硬团聚体存在.     

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.     

Sm2O3对CuO-γ-Al2O3催化剂性能的影响

在色谱微反流动法实验装置上考察了负载Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂ＣＯ氧化活性的影响，并运用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、程序升温还原（ＴＰＲ）及程序升温脱附（ＴＰＤＭＳ）技术研究了Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂的物相结构、氧化还原特性及表面氧的脱附与恢复行为的影响。结果表明，负载适量的Ｓｍ２Ｏ３对ＣｕＯγＡｌ２Ｏ３催化剂表面氧的脱出与恢复有促进作用，可使部分γＡｌ２Ｏ３相变成γＡｌ２Ｏ３和θＡｌ２Ｏ３的混合型。负载适量的Ｓｍ２Ｏ３能改善催化活性，而负载过量的Ｓｍ２Ｏ３则使ＣｕＯ催化剂上ＣｕＯ的晶粒增大，从而对催化活性起了抑制作用。     

Y2O3和CeO2对氮化硅烧结性能的影响

研究了Y2O3,CeO2的添加量在不同烧结温度下对Si3N4烧结性能的影响，分析了其助烧作用及晶界二次小晶粒形成的机制。结果表明，添加Y2O3,CeO2的Si3N4其烧结性能良好。Y2O3添加5％（此时Al2O3含量为4％）及CeO2为8％时对制品烧结促进作用最大。热处理后在Si3N4晶界获得结晶完美的二次小晶粒，使晶界玻璃相大为下降，为Si3N4高温力学性能的提高奠定结构基础。     

CaO-SiO2-B2O3:Sm2O3玻璃的合成及Sm3+发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃, 探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱, 并研究了其发光性质. 在CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3+的发射光谱. 样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰, 峰值波长分别为568, 605, 650 nm, 其中最强峰为605 nm,可见发射起源于Sm3+离子4f电子的f-f跃迁. 其中568 nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、 605 nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、 650 nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁, 光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光, 从而增强红光的发射强度. 可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃.     

MgO对La2O3-TiO2系陶瓷性能的影响

研究了MgO的加入对La2O3-TiO2陶瓷的烧结和介电性能的影响, 并对影响机制作了初步探讨. 结果表明添加MgO的La2O3-TiO2陶瓷能在1200～1280 ℃之间烧结. 随着MgO量的增加, 材料的介电常数下降, 介电常数的温度系数增加. 在1～40 MHz频率下没有添加MgO和添加2.4%的试样的介电常数分别为41和36, 介电损耗都在10-4数量级上, 在10 kHz下介电常数的温度系数分别为-24×10-6/℃和82×10-6/℃, 是一种性能良好的介质材料.     

稀土对Al2O3陶瓷烧结温度、显微组织和力学性能的影响

研究了Y2O3, La2O3 等稀土氧化物对Al2O3陶瓷烧结温度、力学性能和显微组织的影响. 结果表明, 添加稀土氧化物可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度, 改善显微组织, 提高力学性能. 添加复合稀土氧化物(Y2O3+La2O3)后, Al2O3陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别提高1.8倍和2.08倍. 其性能提高的主要原因是稀土氧化物对细晶强化、净化界面、固溶强化、自增韧补强等作用的贡献.     

Sm2O3改性对S2O2-8/ZrO2-SiO2固体超强酸催化剂性能的影响

硫酸促进型固体超强酸催化剂具有极强的酸性,制备简单,在酯化、烷基化、酰基化等有机反应中催化活性高,可重复使用,对设备腐蚀小,环境友好,是一类具有广阔应用前景的新型绿色催化材料,已成为固体超强酸研究的热点之一。然而,目前该类催化剂使用成本高、比表面小、含硫基团容易流失、稳定性差,阻碍了其在工业上的推广和应用。为了探索和改善其催化性能,近年来多组分氧化物的固体超强酸开始引起人们的关注。     

掺杂Co2+和Sm3+对纳米ZnFe2O4铁氧体的电磁损耗性质的影响

采用NaHCO3与FeCl3?6H2O,ZnSO4?7H2O,Co(NO3)2?6H2O和Sm(NO3)3?6H2O进行室温固相反应制得碱式碳酸盐和氢氧化铁混合前驱物,先微波加热,再热分解分别制得复合氧化物ZnFe2O4,Co0.5Zn0.5Fe2O4和Co0.5Zn0.5Fe1.95-Sm0.05O4.由激光粒度分析仪、XRD和SEM表征:获得了颗粒分布均匀、平均粒度为62nm左右的立方晶系尖晶石结构的纳米铁氧体粉体.并测试样品的相对介电常数和相对磁导率,研究了它们的电磁损耗特性.结果表明:在ZnFe2O4中,掺入Co2 ,Sm3 元素可以在100～1800MHz测试频率范围内不同程度提高材料的电磁损耗特性.     

Influence of Addition of ZnO on Property of Fe2O3-K2O System Catalyst for Ethylbenzene Dehydrogenation to Styrene

The incorporation of ZnO into Fe2O3-K2O system increases its activity, enhances its moisture stability and mechanical strength. The origin of the enhancement in activity and moisture stability is discussed in the light of experimental results obtained by BET, XRD, XPS. It was found that the addition of ZnO to Fe2O3-K2O system strengthens the interaction between Fe2O3 and K2O, reduces the formation temperature of KFe11O17 at least by 50℃, and promotes the transformation of Fe^3 to Fe^2 further.