掺CeO2的MgO-CaO材料缺陷形成及扩散动力学研究

以分析纯Mg(OH)2和Ca(OH)2为起始原料,CeO2为掺杂剂,经行星球磨机混合后压制成圆柱形试样,在1650℃温度条件下保温3h烧成,制备了MgO-CaO材料.采用X-射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和高温电导率测试仪对试样进行了分析表征.研究结果表明:少量CeO2的掺入(0.5wt; ～0.75wt;)即可有效促进材料的烧结致密化.在烧结致密化过程中,随着晶界的迁移及气孔排除,方镁石与方钙石晶粒不断长大,且方镁石晶粒长大更为明显,形成以方镁石为基体,方钙石晶粒被方镁石包裹的空间结构,但MgO由于本征缺陷产生的O2-空位在晶界迁移过程中的聚集和融合,在方镁石晶粒内形成了难以排除的气孔.CeO2促进材料烧结的本质在于CeO2可与CaO发生有限置换固溶反应,降低Ca2空位的扩散激活能,有利于Ca2空位的扩散.     

块状菱镁矿热压烧结方镁石晶粒结晶度的表征

采用热压烧结法对块状菱镁矿进行煅烧,研究了温度为1400 ℃,压力P分别为1 MPa、5 MPa和9 MPa,热压时间为2h条件下煅烧后试样的结晶度.结果表明,压力P=1 MPa时,方镁石晶粒间间隙较大,液相分布不均匀,晶粒各个方向晶界移动速率不均匀,晶粒多为半自形晶,结晶程度较差;压力P=5 MPa时,方镁石晶粒紧密排布,液相分布均匀,晶粒的结晶度最高,晶粒发育最好;压力P=9 MPa时,试样组织结构产生应力和应变,晶粒发生形变、损毁和晶面断裂,试样中方镁石晶粒结晶程度最低,晶粒发育最差.     

Al2O3透明陶瓷烧结动力学分析研究

研究了氢气氛、真空烧结条件下制备的氧化铝透明陶瓷的烧结致密化过程及烧结动力学.结果表明:由Johnson烧结模型计算得到材料在不同烧结条件下的烧结激活能,真空快速烧结下的烧结激活能和晶粒生长激活能显著低于氢气氛条件下的激活能值,且在致密化同时晶粒不断长大,扩散控制机制均为晶界扩散.真空快速烧结条件更有利于材料的烧结致密化,在较低温度短时间烧结得到高致密度材料.     

添加碳对ZrB2-SiC陶瓷的低温致密化和力学性能影响

以纳米ZrB2粉体为原材料,采用热压烧结的方法制备了ZrB2-SiC超高温陶瓷,研究了碳含量对ZrB2-SiC陶瓷致密度、微结构和力学性能的影响.结果表明:纳米粉体显著降低了ZrB2-SiC陶瓷的烧结温度,在1500℃即可获得95.1;的致密度,在1800℃实现了超高温陶瓷的致密化烧结;添加碳能够进一步促进ZrB2-SiC陶瓷的低温致密化,同时抑制晶粒长大.当碳的含量为1.0wt;时,材料表现出最佳的烧结性能,在1700℃热压烧结的ZrB2-SiC陶瓷致密度达到99;以上,而且烧结后的材料表现出优异的力学性能.     

SiO2对MgO陶瓷烧结性能影响

以微米MgO (AR)为主要原料,纳米SiO2 (AR)为添加剂,制备镁基陶瓷材料,旨在提高MgO陶瓷烧结性能.通过XRD和SEM等检测手段对煅烧后试样的物相组成和微观结构进行表征,重点研究添加剂SiO2对MgO陶瓷的物相组成、结构及相对密度影响.结果表明:添加SiO2对MgO陶瓷基体起到促烧作用.随着SiO2加入量的增加,烧后试样的相对密度和烧后线变化率呈先增大后减小趋势.加入4mol;的SiO2,经1550℃煅烧后试样相对密度达到96.5;;引入的SiO2与基体中的MgO生成M2SO4新相,同时钉扎在方镁石晶界及晶界气孔处,通过抑制方镁石相的晶界移动,进而阻碍方镁石晶粒的长大,促进了基体致密化程度.     

溶胶-凝胶法制备CaCu3Ti4O12陶瓷及其介电性能研究

通过溶胶-凝胶法制备CaCu3Ti4O12 (CCTO)粉体,经成型、烧结制成陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对陶瓷显微结构和介电性能的影响.结果表明,在1050～1120℃下,随着烧结温度升高,陶瓷晶粒长大,致密度先增大后减小,经1100℃烧结所得陶瓷晶界清晰,晶粒较大且生长均匀;在1100℃下,随着保温时间的延长,陶瓷晶粒尺寸和致密度先增大后减小,经保温15 h烧结所得陶瓷具有最大的晶粒和致密度,其在1 kHz下的相对介电常数为1.77×104.     

纳米软磁粉体烧结过程中的晶粒生长动力学研究进展

本文综述了纳米软磁粉体的烧结过程, 并与传统材料烧结过程进行了对比,分析了烧结过程中晶体表面扩散、晶界迁移机理, 分别从晶粒生长与微孔大小、界面扩散、致密化速率以及烧结温度等关系,总结了烧结过程中形成的动力学模型. 最后通过对这些模型的描述, 提出了作者的研究方向, 并对其发展态势进行了展望.     

氧化钇对氧化铝陶瓷致密化的影响

采用湿法球磨方法将不同含量氧化钇粉末添加到氧化铝粉末中,经冷等静压成型,1550℃常压烧结.通过研究发现,当氧化钇含量低于0.25wt;时,晶粒长大,存在封闭晶内气孔,相对密度变小,致密化程度低;当氧化钇含量介于0.25wt;～0.75wt;时,随着氧化钇含量增加,封闭气孔减少,晶粒减小,致密化程度增高;当氧化钇含量为1.0wt;时,在晶界生成第二相钇铝石榴石,相对密度较小,致密化程度降低.     

放电等离子烧结硼-碳系陶瓷

采用高纯硼粉和碳粉放电等离子烧结工艺(Spark Plasma Sintering technique)烧结了三种不同化学计量比的硼-碳系陶瓷,分别为:B3.5C, B4.0C和B4.5C.用X 射线衍射分析了烧结体的物相.结果表明:原始粉末在1300～1600℃合成富硼碳化硼陶瓷(B4C1-x),致密化过程则发生在1700℃～1900℃.用放电等离子烧结成功地在1900℃获得了相对致密度大于95;的碳化硼陶瓷.     

Al2O3陶瓷非等温烧结研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,采用非等温烧结法制备了纯Al2O3陶瓷(AL)及掺杂MgO-Y2O3复合助剂的AJ2O3陶瓷(ALMY).研究了AL和ALMY在不同烧结温度下的相对密度、显微结构及硬度.结果表明,在非等温烧结中,纯Al2O3致密化的烧结温度范围较窄,烧结温度为1500℃时,其相对密度及硬度分别为98.1;和18.1GPa,当烧结温度为1600℃时,AL由于晶粒显著粗化,且产生了晶内气孔,相对密度及硬度分别显著下降到94.6;和12.5 GPa.MgO-Y2O3复合助剂的引入拓宽了Al2O3致密化的烧结温度范围,细化了显微结构,烧结温度在1500℃和1600℃时,ALMY的相对密度均在98;以上,硬度分别为19.2 GPa和17.6 GPa.