BNBT无铅压电陶瓷晶粒定向生长

采用固相合成法制备了0.94(Na1/2 Bi1/2)TiO3-0.06BaTiO3(BNBT)陶瓷粉体,用传统压电陶瓷工艺制备了无铅压电陶瓷,研究了烧结工艺对其径向收缩率和相对密度的影响.结果表明:随着保温时间的增加,径向收缩率和相对密度都出现了极大值.将陶瓷粉体与分散剂均匀混合制成高固相含量的浆料,以SrTiO3(100)单晶基片做模板,通过流延法制备了晶粒定向生长模型材料,初步探讨了热处理工艺对晶粒定向生长习性的影响.结果表明,随着保温时间的增加,晶体生长层厚度增加,生长层致密度增大.     

以石墨为造孔剂多孔Al2O3陶瓷体系中晶粒生长的研究

针对多孔Al2O3陶瓷两相体系,研究了烧结温度、保温时间和石墨含量对陶瓷气孔率、晶粒尺寸的影响.结果表明:随着烧结温度的升高和保温时间的延长,晶粒尺寸增大而气孔率下降;随着石墨含量的增加,气孔率明显提高而晶粒尺寸变化不明显.在此基础上,通过进一步拟合晶粒生长和时间的双对数线性关系,得出在1300 ℃时多孔Al2O3陶瓷的晶粒生长指数为2.95,与理论值基本吻合.     

0.6Ca0.61La0.26TiO3-0.4La(Mg0.5Ti0.5)O3介质陶瓷微波烧结的晶粒生长动力学研究

采用微波烧结制备了0.6Ca0.61La0.26TiO3-0.4La(Mg0.5Ti0.5)O3[0.6CLT-0.4LMT]陶瓷,研究烧结工艺对其显微结构和晶粒生长行为的影响,并采用线性回归方法建立了Hillert模型和Sellars简化模型,采用非线性回归方法建立了具有时间指数的Sellars-Anelli模型.结果 表明,随着烧结温度的升高、保温时间越长,晶粒尺寸越大,且烧结温度对晶粒生长的影响更为明显.对三种模型预测的晶粒尺寸与实验结果的平均晶粒尺寸进行了误差分析,发现Hillert模型对该陶瓷的预测精度最低,Sellars-Anelli模型对该陶瓷的预测精度最高.由Sellars-Anelli模型得到的0.6CLT-0.4LMT陶瓷的晶粒生长动力学方程为d4.718=d04.718 +4.516×1033×t0.888×exp[-1 059 682/(RT)],能够有效预测0.6CLT-0.4LMT陶瓷微波烧结的晶粒生长过程.     

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.     

用改进的MonteCarlo算法模拟多孔Al2O3陶瓷烧结过程中的晶粒生长

基于经典的晶粒生长机理,采用改进的蒙特卡罗( Monte Carlo)模拟方法,对在不同的烧结温度和保温时间下的晶粒生长演化过程进行计算机模拟,并使用多孔Al2 O3陶瓷烧结实验过程中的晶粒生长对模型进行了验证.结果表明,当晶粒生长指数为2.95时,模拟与实验中的晶粒生长趋势相一致,说明改进的MC方法可真实的反映晶粒长大的物理过程.     

超声波辅助固液反应球磨制备ZnFe2O4纳米晶的研究

以α-Fe2O3和ZnO粉体为原料,在超声波辅助高能球磨作用下通过诱发固液相反应,并在低温下烧结合成了ZnFe2O4纳米晶粉末.采用X射线、透射电镜(TEM)对前驱体和烧结产物进行了表征,分析了球磨过程对粉体晶粒尺寸的影响和znFe2O4的形成过程.实验结果表明:超声波辅助固液球磨能在低温下烧结合成ZnFe2O4纳米晶,纳米晶的晶粒尺寸为15～25 nm;相比无超声波辅助下的固液球磨,超声波球磨降低znFe2O4烧结温度约50℃;同一烧结温度下,球磨时间越长,ZnFe2O4转化率越高,晶粒尺寸越小.     

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.     

Y2O3添加对Yb2Si2O7无压烧结致密化的影响

以Yb2O3粉末和溶胶-凝胶法制备的活性SiO2凝胶为原料,在1550℃保温4h合成了具有单斜结构的单相Yb2Si2O7粉体.采用无压烧结方法获得了Yb2Si2O7陶瓷.通过添加Y2O3烧结助剂,获得了气孔率为3.2;的致密Yb2Si2O7陶瓷.采用XRD、SEM方法对烧结体的结构、成分和形貌进行测试与表征.结果表明:烧结体均为单相的Yb2Si2O7,不含其它杂质相.Y2O3的添加大大降低了烧结体的气孔率,促进了烧结的致密化.所得致密Yb2Si2O7陶瓷的平均晶粒尺寸为1～2 μm,大部分晶粒为颗粒状晶粒.     

保温时间对合成轻质耐高温六铝酸钙材料性能的影响

采用钙质海砂和工业γ-氧化铝为原料,经球磨、成型和无压烧结等工艺原位反应制备了六铝酸钙轻质耐高温材料,利用XRD和SEM研究了产物的物相组成和显微形貌,探讨了保温时间对制备产物体积密度、显气孔率和常温抗折强度的影响.结果表明:当合成温度为1550℃,保温时间为3～6h时,产物主要为片状六铝酸钙;保温时间由3h增加至6h时,片状晶粒的厚度和尺寸增大,当保温6h时,晶体边缘已经开始出现熔融现象;试样体积密度先减小后增大;当保温时间为5h时,试样有较优的综合性能,其显气孔率、体积密度和抗折强度值分别为55.24;和1.67 g/cm3和7.06 MPa.     

SrTiO_3织构陶瓷的显微组织结构和介电性能

以片状的SrTiO3(ST)粉体为模板晶粒,以固相法合成的掺杂Bi2O3的SrTiO3粉体为基体粉料,采用反应模板晶粒生长法(RTGG)结合流延成型工艺制备出SrTiO3织构陶瓷,研究了烧结工艺参数对SrTiO3织构陶瓷显微组织结构和介电性能的影响规律。研究结果表明:SrTiO3织构陶瓷的晶粒沿(100)晶面择优取向生长,陶瓷的织构度随着烧结温度的升高和保温时间的延长而增大,在1550℃下保温16 h的陶瓷试样织构度最大,达到0.56。SrTiO3织构陶瓷的介电常数随着织构度的增加而增大,并呈现出介电各向异性。     

以透辉石为烧结助剂的Al2O3陶瓷的力学性能和显微结构

利用无压烧结方法制备了添加透辉石的Al2O3基陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Al2O3基陶瓷的相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性的影响,探讨了烧结工艺参数对Al2O3陶瓷力学性能和微观结构的影响.结果表明,Al2O3陶瓷的力学性能随烧结温度和保温时间变化趋势与材料密度的变化趋势一致;添加透辉石的Al2O3陶瓷在1520 ℃烧结140 min时,具有最佳的综合力学性能;显微结构分析表明,Al2O3陶瓷的力学性能受到其气孔率、晶粒发育情况和断裂模式的影响.     

钙长石晶体的形成机制研究

以分析纯碳酸钙、氧化硅和氧化铝为原料,通过烧结法制备钙长石晶体,研究了煅烧温度和保温时间对钙长石晶相、微观形貌的影响.结果表明:硅灰石和钙铝黄长石是钙长石合成过程的中间产物,随着煅烧温度的升高试样内部形成大量液相,液相的形成及饱和析晶是钙长石形成的主要机制.板状钙长石晶体可以在1400℃的煅烧温度下保温一定的时间(2～8 h)获得,且保温时间越长,钙长石晶体的析出程度越大,晶粒尺寸也越大.     

Yb2O3-Al2O3烧结助剂对气压烧结氮化硅陶瓷性能的影响

以Yb2O3-Al2O3体系为烧结助剂,采用气压烧结法制备了氮化硅陶瓷.研究了烧结温度对气压烧结氮化硅陶瓷的致密度、失重率、物相、力学性能与显微结构的影响及材料的烧结机理.结果表明:随着烧结温度的升高,氮化硅的致密度、抗弯强度、断裂韧性和硬度均呈现先增加后降低的趋势,而失重率呈现一直升高的趋势;当烧结温度为1780℃、烧结气压为6 MPa时,所得氮化硅烧结体的体积密度(3.31 g·cm-3)、抗弯强度(967.2)、断裂韧性(8.9 MPa·m1/2)和硬度(17.1 GPa)达最大值,晶粒以长柱状的β相为主;烧结温度高于或等于1700℃时,材料中的α相可完全转化为β相,β-Si3 N4晶粒的平均长径比达12.31.     

固相合成YAG微晶粉体的XRD研究

以高纯Al_2O_3和Y_2O_3超微粉为原料,通过高能球磨和固相反应法制备了Y_3Al_5O_(12)(YAG)微晶;采用X射线衍射法(XRD)研究了球磨时间、煅烧温度、保温时间等对合成YAG微晶相组成的影响.结果表明:原料粉体的粒度随研磨时间延长而降低;随煅烧温度的提高,产物的物相由Y_4Al_2O_9和YAlO_5 逐渐向YAG相转变;延长保温时间有利于Y~(3+)和Al~(3+)的扩散以及Al_2O_3和Y_2O_3的固相反应.当Al_2O_3和Y_2O_3的摩尔比为5 ∶ 3,混合粉体经过15 h的机械球磨并于1300 ℃煅烧40 min即可得到单一物相的YAG微晶粉末.     

Ca2+掺杂γ-La2S3多晶的制备

本文以气固反应硫化得到的γ-La2S3粉体为原料,采用热压烧结的方法制备出了γ-La2S3多晶体片.研究了不同Ca2+掺杂量对得到粉体相结构的影响,并分析了烧结温度、保温时间对多晶体γ-La2S3红外透过率的影响.结果表明:掺入碱土金属离子Ca2+有利于低温获得稳定的高温型γ-La2S3相,在Ca/La物质的量比为1:5～1:15时能得到纯相的γ-La2S3粉体.在烧结温度为1100 ℃,保温时间为1 h时制备出的γ-La2S3多晶体片,晶粒细小均匀,无明显气孔,在10～14 μm波段的最大红外透过率约为40;.     

锰锌铁氧体纳米粉体的烧结过程及其性能测试分析

本文研究了锰锌铁氧体纳米粉体的烧结过程及晶粒生长规律,采用传统成型工艺和分段烧结方式,研究坯体的致密化和晶粒生长情况.分别采用阿基米德法、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对烧结体的密度、微观结构和相组成进行测试分析.烧结体的磁性能用振动样品磁强计(VSM)来测定.另外,根据[311]衍射峰的半高宽,利用Scherrer公式计算烧结体晶粒的大小.结果表明,在900℃烧结时,烧结体的密度达到了功率锰锌铁氧体材料所需的最佳密度,此时晶粒生长较好,得出900℃为Mn-Zn铁氧体纳米粉体的最佳烧结温度,此时烧结体的密度为4.8245g/cm3.     

机械合金化-热处理制备Ti3AlC2导电陶瓷的研究

对Ti、Al、C单质混合粉体进行机械合金化加工,通过对所得混合粉体进行高温热处理以此获得高纯度的Ti3AlC2陶瓷粉体,研究了球磨时间和热处理温度对粉体中Ti3AlC2纯度的影响.研究表明:在球磨转速550 r/min,球磨时间3h的条件下,合成混合粉体中的Ti3AlC2的含量为83.5wt;.在850～1000℃范围内,粉体中Ti3AlC2的含量随着热处理温度的升高而提高,当热处理温度为1000℃时,计算粉体中Ti3AlC2的含量高达99.7wt;;将观察倍数扩大到60000倍,可以清晰观察到Ti3AlC2典型六方形状的晶粒.     

透辉石增韧补强氧化铝基陶瓷材料烧结动力学和烧结机制

研究了透辉石增韧补强Al2O3,基陶瓷材料的无压烧结致密化过程,根据压坏烧结时烧结温度和保温时间对线收缩率的影响,计算了复合材料液相烧结的表观激活能Q,得出其致密化机理为扩散机制控制.建立了透辉石增韧补强Al2O3,基陶瓷材料的烧结动力学方程,并由特征指数n值对比研究了它们的烧结致密化机制.纯Al2O3陶瓷材料烧结过程中的物质迁移机制由体扩散控制;透辉石增韧补强Al2O3基陶瓷材料烧结过程中的物质迁移机制既有体扩散,也有晶界扩散.     

工业级氢氧化铝制备高韧性氧化铝陶瓷及机理分析

采用价格低廉的工业氢氧化铝粉为初始原料,通过球磨介质磨耗向氢氧化铝中引入高纯α-Al2O3作为晶种,通过热压烧结,氧化铝晶粒原位异向生长成长柱状和板状的晶粒,从而在瓷体的断裂过程中产生裂纹桥接、偏转和晶粒拔出的增韧机制,使制备出的氧化铝陶瓷断裂韧性得到了显著的提高.在热压烧结压力为30 MPa、1600 ℃烧结2 h制备的氧化铝烧结体,其抗弯强度和断裂韧性分别为550 MPa、6.08 MPa·m1/2.     

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.