水系流延技术制备95氧化铝陶瓷基片的研究

本论文采用水系流延技术制备了95氧化铝陶瓷基片,主要对浆料中各种添加剂的作用作了系统研究.分散剂通过与无机粉料的吸附,提供双重稳定效应使浆料具有较好的分散性,实验中分散剂PAA(聚丙烯酸)最佳的用量为0.5wt;.粘结剂PVA(聚乙烯醇)最佳用量为4.5wt;.塑化剂PEG(聚乙二醇)的加入可以降低粘结剂的玻化温度,提高坯片柔韧性.塑化剂与粘结剂的用量比值(R)在1～1.2之间为宜.最终获得了具有一定强度、韧性、表面光滑的坯片,烧结出密度为3.785g/cm395氧化铝陶瓷基片.     

纳米BaTiO_3粉体的水系流延研究

以纳米BaTiO3粉体为原料,通过研究BaTiO3的颗粒特性、pH值、分散剂、粘结剂、塑化剂的用量等因素对浆料和流延生坯片性能的影响,成功制备了BaTiO3陶瓷基片。当pH值大于10时,可以有效抑制Ba2+的溶出;分散剂PAA的用量为1.0 wt%时,纳米BaTiO3在水体系中有最佳的分散效果;复合粘结剂的用量为5 wt%~8 wt%(D-1070∶PVA=7∶3),塑化剂与粘结剂质量比为4∶5时,可获得综合性能较好的生坯片。所得的流延生坯片相对密度达55%,BaTiO3颗粒在坯片中分散均匀。在1300℃烧结,可以得到平整、无缺陷、相对密度达98.5%的BaTiO3陶瓷基片。     

固体氧化物燃料电池电解质8YSZ薄膜的水系流延

本文采用水系浆料流延成型法制备固体氧化物燃料电池SOFC的电解质材料(8;摩尔分数Y2O3,稳定的ZrO2,下称8YSZ)薄膜,研究了三种不同类型的分散剂对8YSZ浆料稳定性的影响.通过优化pH值和分散剂用量等因素,使浆料的稳定性达到最佳,获得固相含量高达62;质量分数的适合流延的8YSZ水系浆料.以该浆料为原料,采用流延的方法成型8YSZ薄膜,获得了显微结构均匀、相对密度达49.4;、表面光滑、无裂纹、柔韧性好、干燥后厚度为50 μm左右的薄膜素坯.该素坯在1350℃保温4 h烧结得到相对密度大于96;的致密8YSZ烧结薄膜.     

分散剂对CSLST微波介质陶瓷水系流延浆料稳定性的影响

分别采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯酸(PAA)、聚丙烯酰胺为分散剂,以苯丙乳液为粘结剂,丙三醇为增塑剂,去离子水为分散介质,水系流延成型法制备添加B2O3-CuO-LiCO3(BCL)玻璃料为烧结助剂的(Ca0.9375Sr0.0625)03(Li0.5Sm0.5)07TiO3 (CSLST)微波介质陶瓷,研究了分散剂种类及含量对陶瓷粉体浆料分散稳定性以及流延膜片的影响.结果表明:当以PVP为分散剂,添加量为0.8;,调节浆料的pH=10时,浆料的分散稳定性最佳,经流延后可制备得到表面光滑,均匀无裂纹的延膜片.     

ZrO2陶瓷流延浆料的流变特性的研究

本文探索了纳米ZrO2粉的流延浆料的流变特性.以体积比为1:1的丙酮和无水乙醇为混合溶剂,粘结剂选用聚乙烯缩丁醛(PVB),分散剂选用甘油三酯(TG),邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为增塑剂配置了ZrO2陶瓷浆料.研究了浆料的固相体积以及各种有机添加剂的添加量对其流变性能的影响.结果表明:固相含量为60wt;,分散剂量为1wt;,粘结剂添加量为5wt;,增塑剂与粘结剂的质量比为1～1.3,浆料流变性能良好,浆料粘度达到了2200 mPa·s左右;制备出良好无缺陷ZrO2陶瓷基片.     

共沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合纳米粉体

以ZrOCl2·8H2O、Al(NO3)3·9H2O、Y(NO3)3为原料,NH4HCO3 (AHC)为络合剂,采用共沉淀法制备Al2 O3-ZrO2复合纳米粉体.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、激光粒度分析仪等对Al2 O3-ZrO2复合粉体进行测试表征,详细研究了pH和AHC/Zr摩尔比对复合粉体的影响.结果表明,当前驱体的煅烧温度低于1200℃时,只形成t-ZrO2相,当煅烧温度达到1300℃时,α-Al2O3相开始形成;沉淀反应的pH和AHC/Zr摩尔比对Al2O3-ZrO2复合粉体的产率有很大的影响.在pH7、AHC/Zr =4.5:1的条件下制备前驱体,经过1300℃煅烧2h得到两相纯度高,分散性能好,粒度分布窄,平均粒径为0.75 μm的Al2O3-ZrO2复合粉体.     

微波诱导燃烧法合成MgO-Y2O3纳米粉体

以硝酸钇、硝酸镁、乙酸镁为原料,采用微波诱导燃烧法合成了体积比50:50的MgO-Y2O3纳米粉体,并研究了粉体的烧结性能.采用DSC-TGA、XRD、SEM、BET、IR等手段对粉体进行了分析表征.研究表明,在500 W微波功率下合成的粉体,经过600℃煅烧2h,结晶性良好,呈现均匀球状,粒度尺寸在30 ～50nm之间,比表面积为35.6m2/g.粉体经过200 MPa压力下等静压成型后,在1300℃温度下保温2h,样品相对密度可达95;.     

In2O3纳米粉体的制备及其气敏性能研究

以In(NO3)3·4.5H2O为原料,采用室温固相合成法、化学共沉淀法、均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法等六种不同方法制备In2O3纳米粉体.通过XRD、SEM、TEM等手段对粉体的物相、形貌、粒度等进行表征.结果表明,室温固相合成法、化学共沉淀法和水热法制备的粉体形貌为棒状,微乳液法、溶胶-凝胶法和均匀沉淀法制备的粉体形貌为粒径非常小的颗粒状.均匀沉淀法制备的In2O3气敏元件对Cl2具有最高的灵敏度,110 ℃工作温度下对100 ppm Cl2的灵敏度高达1175,且具有选择性好,响应-恢复时间短等特性.     

碳吸附沉淀法Y2O3纳米粉体的制备及其光催化性能的研究

利用碳吸附沉淀法合成Y2O3纳米粉体.采用TG-DTA、XRD、TEM、BET、UV-Vis和粒度分析等测试方法分别对粉体进行了表征.结果表明,750℃下焙烧的Y2O3粉体具有良好的分散状态,晶粒度为16.7 nm,颗粒范围为34～45 nm,比表面积为75.7 m2/g.与氨水直接沉淀制得的Y2O3粉体相比,碳吸附沉淀法制备的Y2O3粉体在紫外光下有良好的光催化活性,80 min内对甲基橙的降解率达78;.     

水基流延制备Li1.075Nb0.625Ti0.45O3微波介质陶瓷基片

以聚乙烯醇水溶液为粘结剂,乙二醇为增塑剂,聚羧酸铵盐为分散剂,通过水基流延工艺制备了Li1.075Nb0.625Ti0.45O3(LNT)微波介质陶瓷基片.对Li1.075Nb0.625 Ti0.45O3微波介质陶瓷水基流延浆料流变特性的研究表明,当分散剂用量为0.6 wt;.粘结剂用量为5 wt;,增塑剂用量为10 wt;时,流延浆料分散稳定性良好,呈现典型的剪切变稀型流体特性,满足流延成型工艺的要求.采用该配方制备的Li1.075Nb0.625Ti0.45O3水基流延基片力学性能良好,基片的微观结构均匀.     

水基流延成型和热压烧结制备碳化硼陶瓷及性能研究

以工业碳化硼粉末为原料、采用Si3N4磨球磨损法引入Si3N4烧结助剂,采用水基流延成型和热压烧结方法制备了碳化硼陶瓷.研究了氧含量、分散剂、pH值等因素对B4C陶瓷浆料分散性能的影响,采用XRD、SEM等对碳化硼陶瓷的物相、显微结构和第二相分布进行了表征,并测试了样品的维氏硬度、断裂韧性、抗弯强度和弹性模量.结果表明:经醇洗后的碳化硼粉末中氧化硼含量降低,有利于B4C陶瓷浆料的分散稳定.采用球磨磨损引入了Si3N4粉,在B4C基体中通过原位反应形成第二相SiC和BN,SiC和BN第二相颗粒在B4C基体中弥散分布均匀.在2100 ℃热压烧结样品的维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性和弹性模量分别达到30.2 GPa、596.5 MPa、3.36 MPa·m1/2和362.3 GPa.     

非水基流延法制备Y3Fe4.85O12铁氧体基片

采用非水基流延成型工艺制备Y3Fe4.85O12铁氧体基片,分析了分散剂种类及用量、固相含量等因素对浆料流变性能的影响,并研究制定流延膜片的排胶制度及烧结工艺。研究结果表明:分散剂OP-85的分散效果明显优于磷酸三乙酯,其最佳的分散剂添加量为0.65wt%。固相含量为25vol%和30vol%的浆料具有典型剪切变稀行为的Herschel/Bulkley流体特征,适合于流延成型。TG-DSC数据分析说明:在温度为400℃的条件下,流延膜片内的有机成分已经完全分解。当烧结温度为1490℃时,烧结膜片的体积密度达到5.09 g/cm3,接近于98%的理论密度。X射线衍射分析烧结膜片晶相纯正,扫描电镜照片显示烧结膜片的微观结构均匀。     

纳米Y2O3悬浮液流变性能及注浆成型研究

以比表面积为18.1 m2/g的纳米粉体Y2O3为原料,柠檬酸铵(TAC)作为分散剂制备Y2O3悬浮液,研究TAC含量、pH值、球磨时间及固相含量对Y2 O3悬浮液流变性能的影响.结果表明:加入2.2;(质量分数)的TAC,调节悬浮液的pH值为9.4～11.5,球磨8 h可以获得分散稳定的Y2 O3悬浮液;悬浮液的粘度随固相含量的增加而增大,对不同固相含量的悬浮液进行注浆成型,发现固相含量为33;(体积分数)的悬浮液致密度最高.与传统的模压成型工艺相比,注浆成型得到的坯体中粉体颗粒分散均一.     

TiO2掺杂ZnO-Bi2O3-Co2O3-MnCO3系低压压敏陶瓷的微结构和电性能研究

采用固相反应法制备了TiO2掺杂的ZnO-Bi2O3-Co2O3-MnCO3系低压压敏陶瓷.采用X射线衍射、扫描电镜、压敏电阻直流参数仪、阻抗分析仪等研究了掺杂量对陶瓷的微结构、压敏性能和阻抗等影响.结果表明:掺杂1.0mol;TiO2时综合电性能最好,压敏电压梯度为21.6 V/ mm,漏电流密度为0.02 μA/ mm2,非线性系数为33;掺杂最大于1.0 mol;时,压敏电压梯度降低的同时也使非线性系数降低,漏电流密度增大;Cole-Cole形式的复阻抗谱图表明掺杂1.0 mol;TiO2的晶界电阻最大,晶界电阻对ZnO-Bi2O3-Co2O3-MnCO3-TiO2系低压压敏陶瓷电阻的贡献最为明显.     

Laser spectroscopy of Nd3+-doped PbO–Bi2O3–Ga2O3–BaO glasses

We present spectroscopic results of PbO–Bi₂O₃–Ga₂O₃–BaO glass doped with different concentration of Nd₂O₃. These glasses have high refractive index (∼2.4) and large spectral transmission window. Measurements of absorption, emission and fluorescence lifetime are presented. From the calculations of the Judd–Ofelt parameters the radiative lifetimes, branching ratios and quantum efficiency of ⁴F_3/2 level are calculated. The highest emission intensity was measured for the sample doped with 0.5 wt% of Nd₂O₃ with emission cross-section of 2.6 × 10⁻²⁰ cm², at 1069 nm, fluorescence lifetime of 110 μs, quantum efficiency of 82% and effective linewidth of 34 nm. The results point out this glass system as good candidate to be used in the development of photonic devices operating in the near infrared spectral range.     

Synthesis and characterization of Cr4+-doped CaO–GeO2–Li2O–B2O3(Al2O3) transparent glass-ceramics

Synthesis and devitrification behavior of Cr-doped CaO–GeO₂–Li₂O–B₂O₃(Al₂O₃) glasses have been studied. A range of glass compositions was found to yield transparent glass-ceramics after devitrification. The size of crystallites is below 1 μm. Glass-ceramic samples exhibit 1050–1600 nm broad-band emission with a maximum around 1260 nm, very similar to the emission of Cr⁴⁺:Ca₂GeO₄ bulk crystals. X-ray diffraction measurements indicate that the structure of crystallites exhibiting near infrared emission in glass-ceramics may be assigned to Cr⁴⁺:Ca₂GeO₄ with increased lattice parameters.