掺镱钆镓石榴石激光透明陶瓷纳米粉体的研究

以Gd_2O_3、Yb_2O_3和Ga_2O_3为初始原料,碳酸氢铵为沉淀剂,硫酸铵为分散剂,采用均相共沉淀方法制备了Yb~(3+): Gd_3Ga_5O_(12) (Yb: GGG).用差热-热重分析仪、X 射线衍射仪、红外光谱分析仪、扫描电镜、透射电镜等测试方法对Yb: GGG粉体进行了表征.结果表明:前驱体经过900 ℃煅烧8 h 后已完全转变成纯立方相GGG多晶样品,所得的粉体分散性好,团聚轻,颗粒尺寸在50～100 nm之间.本文亦对均相共沉淀法合成Yb: GGG的反应过程进行了探讨.     

粉体粒度对硅藻土基微孔陶瓷结构和性能的影响

以硅藻土为主要原料,采用固相烧结法,制备了硅藻土基微孔陶瓷,探讨了粉体粒度对其比表面积、烧结样品的孔径及其分布、孔隙率等性能的影响.结合SEM、BET、压汞仪等手段对样品进行了表征.结果表明:在d50=3.57～1.17 μm间,随粉体粒度的减小,粉体比表面积上升,烧结样品的平均孔径及孔隙率下降,其后孔径分布变宽并出现团聚;d50=1.17 μm时,粉体比表面积48.59 m2/g,烧结样品平均孔径157.8 nm,孔隙率39.3;;对孔雀石绿溶液的脱色研究表明,粉体粒度减小,多孔陶瓷的脱色能力增强,反应420 min,d50=1.17 μm粉体烧结样品的脱色率达90.8;.     

发泡剂含量对YAG多孔陶瓷的性能影响研究

采用共沉淀法合成YAG粉体,经过配料、干压成型和真空烧结制备YAG多孔陶瓷材料,并研究发泡剂含量对YAG多孔陶瓷的性能影响.结果表明:YAG多孔陶瓷随着发泡剂含量逐渐增多,其气孔率逐渐增高,抗压强度逐渐降低.烧结温度升高,气孔率下降,抗压强度升高.保温时间延长,气孔率降低,抗压强度升高,但是YAG多孔陶瓷的性能对于烧结温度和保温时间而言,烧结温度相对更为敏感.综合整个烧结工艺及性价比,YAG多孔陶瓷发泡剂含量为15wt;并在1550℃烧结保温lh较为适宜.     

钾钠含量对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响

以高岭土、滑石和氧化铝为主要原料采用生料一次烧结工艺制备低膨胀堇青石蜂窝陶瓷,研究了碱金属氧化物K2O和Na2O(用R2O表示)含量对试样热膨胀系数、显气孔率和抗压强度的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电镜分析了试样的物相组成和断面形貌.研究表明,R2O含量在0.22;以下时制备的堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀系数可达0.56×10 -6/℃,从0.22;增加到0.52;时,热膨胀系数增加到1.58×10-6/℃,显气孔率逐渐降低,而抗压强度增大;R2O含量为0.12;的基础配方试样主要由定向排列的片状堇青石晶粒构成,呈疏松多孔结构,气孔小,随着R2O含量的增加,气孔尺寸变大而数量减少.     

Ce∶YAG透明陶瓷的制备和光学性能

采用固相反应法结合真空烧结技术制备了不同Ce3掺杂浓度的Ce∶YAG透明陶瓷,通过扫描电子显微镜(带能谱仪)、分光光度计和荧光光谱等系统研究了陶瓷的显微结构和光学性能.结果表明,所制得的透明陶瓷样品离子掺杂均匀、致密度高,透光性较好,可见光范围直线透过率高达80.0;,样品在460 nm蓝光激发下可以发射中心波长为530 nm的宽带黄绿光,随着掺杂浓度的增加,发射峰发生红移,并出现了明显的浓度猝灭现象.所制备的透明陶瓷样品光学质量优异,是一种能够替代Ce∶YAG荧光粉体的新型荧光材料.     

陶瓷靶材对铁电薄膜的成分,结构和性能的影响

本文研究了不同烧结温度的陶瓷靶材对溅射所得到的Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３薄膜的成分、结构和性能的影响。结果表明，由１２００℃时烧结的靶所制备的薄膜中ＰｂＯ的含量偏低，而９００℃时的薄膜中ＰｂＯ的含量却大于１；由这两种靶材都获得了结晶性较好的多晶钙钛矿结构，但９００℃时烧结的靶所制备的铁电薄膜的结晶性能更好，具有较好的铁电性能，其典型的矫顽场和剩余极化强度分别为７３．２ｋＶ／ｃｍ和２５．９μＣ／ｃｍ＾２     

成孔剂对堇青石蜂窝陶瓷孔结构和性能的影响

以高岭土、滑石和氧化铝为主要原料采用生料一次烧成工艺制备低膨胀堇青石蜂窝陶瓷.研究了不同粒径丙烯酸发泡树脂成孔剂对试样的气孔结构、热膨胀系数、吸水率和抗压强度的影响,并利用X射线衍射仪、扫描电镜分析了试样的物相组成和断面形貌.研究结果表明:调整成孔剂的粒径能够控制气孔分布和形态,随着成孔剂粒径变大,大气孔量增多,小气孔量减少,气孔总容量逐渐增大,而堇青石蜂窝陶瓷的相组成不变;当孔容由0.13cm3/g增至0.27 cm3/g时,热膨胀系数从1.46×10-6/℃降低到0.67×10-6/℃,随着孔容继续增到0.33 cm3/g,热膨胀系数升高到1.33×10-6/℃,吸水率逐渐增大而抗压强度降低.     

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.     

成型压力对SiCnf增韧SiC陶瓷基复合材料微观结构和性能的影响

研究采用不同成型压力制备不同体积分数的SiC纳米纤维预制体,并通过前驱体浸渍裂解和反应熔渗联用工艺制备了SiC纳米纤维增韧SiC陶瓷基复合材料.研究了成型压力对SiC陶瓷基复合材料结构和性能的影响.结果表明,通过模压成型可实现高体积分数的SiC纳米纤维预制体的制备.当成型压力为40 MPa时,预制体SiC纳米纤维体积分...     

纳米TiO2对微波法制备cBN陶瓷磨具的结构和性能影响

本实验选用SiO2-Na2 O-Al2 O3-B2 O3系统作为基础陶瓷结合剂的烧结体系,向该体系中分别加入0.2;、0.4;、0.6;、0.8;、1.0;质量分数的纳米TiO2制得纳米陶瓷结合剂.采用微波炉烧结方式,结合XRD分析、差热分析、抗弯强度和流动性检测分析,重点研究纳米TiO2对陶瓷结合剂及cBN陶瓷磨具的影响.结果表明:添加纳米TiO2后,陶瓷结合剂的流动性和抗弯强度得到明显改善.其中,加入0.6;质量分数纳米TiO2后,陶瓷模具的性能最佳,抗弯强度增大到28.95 MPa,结合剂流动性增大到150.6;.添加纳米TiO2后,cBN陶瓷磨具的气孔率明显降低,抗弯强度显著提高.而且,纳米TiO2的添加可实现结合剂对cBN磨粒的均匀包覆,改善其微观结构.     

透明陶瓷的研究进展

透明陶瓷性能优异,应用广泛,是一类备受关注的新型材料.目前已经成功开发的透明陶瓷有氧化铝透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及PLZT电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等.本文介绍了几种透明陶瓷的研究进展以及性能和应用,并且对透明陶瓷的研究趋势提出展望.     

烧结制度对AlON-AlN复相陶瓷的结构及性能影响

分别采用无压及热压反应烧结方式,在氮气条件下制备了AlON-AlN复相陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对AlON-AlN复相陶瓷的显微结构、气孔率、抗弯强度及热导率的影响规律.结果表明:相同烧结条件下,热压烧结比无压烧结更易获得气孔率低、抗弯强度高、热导率大的AlON-AlN复相陶瓷.无压烧结复合陶瓷的断裂为沿晶断裂和穿晶断裂的混合模式,而热压烧结复合陶瓷的断裂方式主要为穿晶断裂.     

可加工陶瓷的结构、性能和制备

综述了可加工玻璃陶瓷、可加工复相陶瓷和可加工Ti3SiC2陶瓷的结构、性能和制备方法,介绍了近年国内外在这方面的最新进展,并展望了今后的研究重点.     

Nd∶YAG透明陶瓷制备与激光性能

采用化学沉淀法分步制备了分散性好、团聚少的纳米Y2O3、Nd2O3和Al2O3粉体,经球磨混合和喷雾干燥后,获得了颗粒形貌为球形、粒径在20 ～ 40 μm间的混合陶瓷粉体.粉体经成型后,采用真空烧结工艺制备出了直径为75 mm、厚度5 mm的高透明Nd∶ YAG陶瓷,其在1064 nm和400 nm处的透过率均高于80;,接近于Nd∶ YAG单晶的理论透过率.应力和干涉条纹测试结果表明,所制备的Nd∶ YAG透明陶瓷应力分布均匀,干涉条纹平直,具有良好的光学均匀性.FESEM和XRD测试结果表明,陶瓷的晶粒尺寸在10 ～ 20 μm之间,晶界干净,没有残留气孔和杂质相.对从Nd∶ YAG陶瓷圆片上选切出的3 mm×3mm×5 mm和3mm×3 mm×10mm的Nd∶ YAG激光陶瓷元件进行激光性能测试,实现了连续瓦级激光输出,在泵浦注入功率为18.6 W时,分别获得了7.78W和7.75 W激光输出,光光转换效率分别为41.8;和41.7;.     

反应溅射法制备AZO薄膜的结构和透明导电性能

不同于常用的金属或氧化物靶材,本研究以表面粘贴Al片的Zn/ZnO混合物(Al@Zn/ZnO)为靶材,在衬底温度(Ts)为150℃和300℃,溅射气氛为Ar+O2和Ar+H2下反应溅射制备Al掺杂ZnO(AZO)薄膜.通过干涉显微镜、XRD、Hall效应测试仪、紫外-可见分光光度计研究了Ts以及O2和H2流量对薄膜结构及透明导电性能的影响.结果发现,随O2流量增加,两种Ts下制备的AZO薄膜保持(002)择优取向,薄膜中压应力呈下降的趋势,而薄膜结晶度趋向于先增加后略有下降.薄膜的导电性能随O2流量增加呈逐渐增强的趋势.当O2流量高于一定值时,薄膜可以获得较高的可见光透过率,因此达到较高的品质因子.当Ts从150℃ 增加到300℃,薄膜的压应力降低,结晶度提高,但导电性未见明显提高.另外,薄膜禁带宽度主要由薄膜中压应力决定.与Ar+O2下制备的AZO薄膜相比,Ar+H2气氛下制备的薄膜基本上为非晶态,其导电性能差,而可见光透过率较高、禁带宽度较大.     

ZAO透明导电薄膜微观结构和光电性能的研究

以ZnAl2O4陶瓷靶为靶材,采用射频磁控溅射法制备了掺铝氧化锌(ZAO)透明导电薄膜,通过XRD、SEM、四探针仪和分光光度计等测试,研究了沉积温度对薄膜结构、形貌、力学和光电性能的影响.结果表明:ZAO具有(002)择优取向的六角纤锌矿结构,沉积温度对薄膜性能具有明显影响,当温度位于370～ 400℃区间时,薄膜的结晶质量较好、电阻率较低、可见光波段的平均透射率较高,其品质因数大于1.20×10-2S,具有良好的光电综合性能.同时基于透射光谱计算了ZAO薄膜的光学常数,并用有效单振子理论解释了薄膜的折射率色散关系.     

无压烧结制备AlON透明陶瓷的性能表征

以纳米氧化铝粉和微米C粉为原料,通过碳热还原法合成AlON粉体,经无压烧结制备了AlON透明陶瓷,并对其微观组织、力学、热学和光学等性能进行了表征.结果表明:1875℃×24 h条件下无压烧结制备了平均晶粒尺寸为110 ～120 μm的AlON透明陶瓷,其室温抗弯强度为(275±25) MPa,室温比热容和导热系数分别为0.781 J/(g·K)和12.3 W/(m·K),该样品(1 mm厚)在1000 ～ 5000 nm波长范围内的直线透过率在80;左右,在3.93μm波长处光学透过率最高可达83.7;.     

温度对陶瓷/铁基金属结合剂性能与结构的影响

采用粉末冶金法制备低温陶瓷/铁基金属结合剂.结合材料电子万能试验机、SEM、XRD等检测手段,研究了烧结温度对低温陶瓷/铁基金属结合剂性能与结构的影响.结果表明:当热压烧结温度为740 ℃时,低温陶瓷/铁基金属结合剂具有最佳的力学性能(抗折强度206 MPa,冲击强度6.4 kJ/m2);温度升高促进了低温陶瓷与铁基结合剂界面之间元素的相互渗透,铁基金属结合剂与低温陶瓷达到最佳的机械嵌合,提高结合剂强度.     

镍磷对陶瓷-金属结合剂性能与结构的影响

采用化学镀镍包覆陶瓷结合剂粉体的方法制备陶瓷-金属结合剂.结合强度测试仪、XRD、SEM等检测手段,研究了镍磷含量对陶瓷-金属结合剂性能与结构的影响.结果 表明:在镍磷含量20wt;的陶瓷-金属结合剂中,陶瓷熔融贯通一起成骨架,金属相与陶瓷相交错镶嵌紧密结合,陶瓷-金属结合剂具有较佳的力学性能,抗折强度和抗冲击强度分别为155.22 MPa和3.11 kJ/m2,相比陶瓷结合剂分别提高98.7;和87.3;;镍磷含量适当的陶瓷-金属结合剂磨具,既保留了陶瓷结合剂磨具的体系结构,又具有金属与陶瓷融合一体的结合剂性能,其各项性能得到改善.     

CeO2对CaTiO3陶瓷烧结性能以及微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,采用固相反应烧结法合成钛酸钙陶瓷.以CeO2为添加剂,重点研究CeO2掺杂对合成钛酸钙陶瓷烧结性能及微观结构的影响.利用XRD、SEM、EDS等手段对试样的物相组成、显微形貌以及元素分布进行表征.通过X'pert High score Plus软件研究CeO2添加量和煅烧温度对合成钛酸钙的相组成、晶胞参数、缺陷反应的影响.结果表明:随着CeO2加入量的增大,Ce4+与Ti4+及Ce3+与Ca2+之间发生取代,致使钛酸钙的晶体结构发生畸变,晶格常数以及晶胞体积出现了先增大后减小的趋势.CaTiO3结构中取代位置的改变,是造成晶胞体积呈非线性变化趋势的原因.形成的结构缺陷加速了固相烧结反应,钛酸钙晶粒由发育不完全的台阶状转变为规则的多边形.过量的CeO2会抑制晶粒的生长,减小晶粒尺寸.随着煅烧温度的升高,结构中热缺陷浓度增大,促进了钛酸钙的烧结.