Tm3+掺杂堇青石的制备及红外辐射性能研究

采用固相反应法,在1350 ℃下制备理论组成为Mg2(1-x)Tm2xAl4Si5O18(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)的堇青石体系红外辐射材料.利用XRD、SEM、IR和红外辐射测试等研究了样品的结构与红外辐射性能.结果表明:随着Tm3+含量的增加,样品的XRD和IR谱图发生改变,样品的红外辐射性能明显增加;当x=0.08时,样品的法向全波段辐射率达到0.91.     

Tb4+掺杂Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4尖晶石红外辐射材料的合成

用常规固相合成法成功地制备出TB4+掺杂Co0.6 Zn0.4 Ni0.8 Fe1.2 O4尖晶石型材料,并通过XRD、HWF-1红外辐射率测量仪测试了材料的微观结构,分析了材料的结构特征与红外辐射性能的关系,发现Tb4+的掺杂导致Tb4+以一定的配位形式进入Co0.6 Zn0.4 Ni0.8 Fe1.2 O4尖晶石体系中,并形成了有限置换型固溶体结构.数据分析可知,温度、压力及Tb4+掺杂浓度都对材料的红外辐射性能存在一定的影响,样品Tb0.50在全波段的积分辐射率为0.75,而在8-14μm波段的平均辐射率最高值可达0.92.     

MnO-Cr2O3-NO系红外辐射材料的制备与性能研究

采用高温固相反应,在950℃下制备了以Mn1.5Cr1.5O4为基料的红外辐射材料,并通过掺杂不同含量的Ni2合成样品.利用热分析(TG-DSC)、XRD、红外光谱(IR)、拉曼光谱和红外辐射性能测试等方法测试样品的结构和红外辐射性能,研究了体系中Ni2+含量对样品红外发射率的影响.结果表明:体系中随着Ni2+含量的增加,样品的XRD、红外光谱、拉曼光谱和红外发射率都发生改变,当体系中NiO含量为30;时,样品红外发射率达到较大值,8～14 μm波段的平均发射率达0.937;3～5μm波段的发射率明显提高,从0.383提高到0.737;此时继续增加NiO含量,样品发射率变化不大.     

Fe2O3掺杂对MgO-Al2O3-SiO2系玻璃析晶和性能的影响

采用高温熔融法和两步法微晶热处理制备了MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃和铁尖晶石微晶玻璃.利用DSC分析、X射线衍射、FTIR和扫描电子显微镜等手段研究了Fe2O3对玻璃的析晶性能、显微结构和物理性能的影响.结果表明,Fe2 O3的加入可有效降低析晶活化能,促进晶体的析出.当Fe2O3含量达到7.44;时,主晶相由堇青石变为铁尖晶石.Fe2O3掺杂使样品的介电常数由3.2增大至5.8、热膨胀系数由1.941× 10-7增大至7.74×10-6、维氏硬度由7.131GPa增大至11.655 GPa,同时介电损耗由0.05降低至0.015.     

Ce4+对ZnO-MgO-Al2O3-SiO2体系红外辐射性能的影响

采用固相合成法制备Ce4+掺杂ZnO-MgO-Al2O3-SiO2体系红外陶瓷材料,并通过XRD、IR和红外辐射测试等研究了样品的结构与红外辐射性能。结果表明:Ce4+的引入可作为烧结助剂降低烧结温度,也可固溶于尖晶石结构中。随着Ce4+含量的增加,样品的红外辐射性能明显增加;当CeO2添加量为0.08%,在12～15μm范围内,材料红外辐射率可达0.94。     

自蔓延燃烧法合成CoFe2O4与红外辐射性能研究

采用溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了具有高红外辐射性能的钴铁氧体CoFe2O4.利用TG-DSC、FTIR、XRD、SEM以及比表面积、红外发射率测试等对干凝胶、自蔓延燃烧粉末及烧成产物进行了表征,研究了柠檬酸与总金属离子的摩尔比对所合成CoFe2O4粉体红外辐射性能的影响.结果表明,柠檬酸加入量影响干凝胶的自蔓延燃烧特性,进而影响烧成产物产物的结晶度、晶粒尺寸、形貌、比表面积以及红外辐射性能.当柠檬酸与总金属离子摩尔比为1:1时,CoFe2O4粉体结晶度好、晶粒尺寸小,烧成产物结构疏松,比表面积大(26.34 m2/g),红外辐射率高(红外法向全发射率高达0.87).     

微波辐射低温固相反应法制备NiFe2O4纳米片晶

采用FeO4·7H2O、NiSO4·6H2O和NaOH作为反应物,充分研磨制备前驱体,对前驱体进行微波辐射制备NiFe2O4纳米粉体.通过X射线衍射分析和扫描电子显微镜分析等手段,研究了微波辐射功率、辐射时间、研磨时间对NiFe2O4纳米粉体尺寸、均匀性及团聚情况的影响.结果表明:采用微波辐射低温固相反应法能够快速且均匀地制备出结构单一的NiFe2O4尖晶石纳米晶,当微波辐射功率为700 W、辐射时间为16 min、研磨时间为20 min时,所制备的NiF2O4尖晶石纳米晶,其晶粒呈圆片状,晶粒尺寸约为30 nm,颗粒均匀性最好,且粉体不易团聚.     

Sm掺杂Bi4Ti3O12陶瓷晶体结构及电性能的研究

采用固相反应工艺制备了Sm3+掺杂层状结构无铅Bi4-xSmxTi3O12(x=0.00,0.25,0.50,0.75,1.00,1.25)介电陶瓷.利用XRD、SEM等测试方法研究了Sm掺杂量、烧结温度和保温时间对Bi4-xSmxTi3O12 (BST) 陶瓷晶体结构及电性能的影响.结果表明:所制备的Bi4-xSmxTi3O12陶瓷均具有单一正交相结构,BST陶瓷表面晶粒的显微形貌表现为随机排列的棒状结构.样品的铁电性能测试表明,Sm3+施主掺杂明显降低了BIT的电导率,随着Sm3+含量的增加,Sm3+逐渐有部分取代B位,由于Sm3+取代Ti4+大大降低了氧空位的浓度,使得氧空位对电畴的钉扎作用减弱,并且材料的剩余极化Pr也相应提高.     

Fe2O3对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃介电性能的影响

以化学纯试剂为原料采用高温熔融法制备MgO-Al2O3-SiO2 (MAS)系微晶玻璃,利用差热分析仪(DSC)、X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)以及介电检测等手段对Fe2O3在MAS系微晶玻璃中介电性能的影响进行探究.结果表明:Fe2O3有降低微晶玻璃核化和晶化温度的作用;随着Fe2O3的加入,试样的主晶相由堇青石向镁铝尖晶石转变,试样的介电常数和介电损耗逐渐减小并且电阻率增高;当Fe2O3的添加量大于6;时,微晶玻璃的介电性能变化不大,趋于稳定.     

MgO-Al2O3-FeOn复相材料的高温蠕变性能研究

高铁镁砂中引入质量分数为3;的板状刚玉(粒径为2～3 mm),经1580℃烧结制备MgO-Al2O3-FeOn复相材料.对烧后试样进行蠕变温度分别为1300℃、1400℃和1500℃(压力为0.2 MPa,保温时间为50 h)的压蠕变实验.试样在1300℃、1400℃和1500℃的蠕变率分别为-0.382;、-1.140;和-4.348;.在50 h的压蠕变试验中,前20h为初始蠕变阶段,蠕变方程符合y=A+B*exp(C*x);后30 h为稳态蠕变阶段,蠕变方程符合y=D+E*x,式中y--蠕变率,;;x--时间,h;A、B、C、D、E--实验常数.采用XRD和SEM分析表征蠕变后试样的物相组成及显微结构.结果表明:在高铁镁砂中铁氧化物的促进下,板状刚玉周围形成了镁铁铝尖晶石固溶体,并具有明显的"核-壳"环带结构.由于选用的板状刚玉粒径为2～3 mm,经过不同温度的蠕变后,试样仍保持完整的环带结构而未被破坏,但由于离子扩散的原因,从外到内形成了多层环带结构.     

CaO对MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃结构与性能的影响

以化学纯试剂为原料,采用熔融法制备MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系微晶玻璃.利用DSC、XRD、SEM等及理化性能测试手段研究了不同CaO含量对微晶玻璃析晶行为、物相组成、显微结构及理化性能的影响.结果表明:一定含量的CaO可以降低析晶活化能,促进玻璃析晶;随CaO含量的增加,微晶玻璃主晶相由假蓝宝石向α-堇青石转变,晶体形貌由棒状晶转变为枝状晶,晶粒尺寸呈先减后增的趋势;当CaO含量为3wt;时微晶玻璃热膨胀系数和相对介电常数(εr)达到最低,分别为3.89×10-1℃-1和10.09(1 MHz);当不外添CaO时微晶玻璃Vickers硬度达到最大,为10.52 GPa.     

铁、钴掺杂氧化锌纳米材料及其红外吸波性能研究

以氢氧化钠、氯化锌、氯化铁及氯化钴为原料,采用水热法制备了Fe、Co掺杂的片状氧化锌材料,并采用XRD、SEM、EDS、FT-IR等手段对它们的理化性质进行了表征分析.结果表明,该氧化锌片具有纳米级的空间尺度(其厚度约为10～20 nm).掺杂铁和钴的纳米氧化锌的红外光谱在3500 cm-1和1600 cm-1处的吸收峰发生红移,在430 cm-1与500 cm-1处的峰形和位置出现了明显的宽化现象,同时掺杂钴的材料在670cm-1和1040 cm-1左右处出现了新的吸收峰,表现出良好的红外吸波特性.     

CaO-MgO-Al2O3-Fe2O3-B2O3-SiO2系微晶釉的制备

通过引入B2O3以降低烧成温度,利用赤泥中的Fe2O3为着色剂,在1150℃左右低温烧成制备了CaO-MgO-Al2O3-Fe2O3-B2O3-SiO2系微晶釉.赤泥的加入量为20;左右时,釉面具有良好的装饰效果和显微硬度.利用XRD、SEM研究了釉的物相及显微组织.结果表明,釉中析出的微晶是普通辉石,微晶的含量随MgO及CaO的含量增加而增加,而提高Al2O3含量则抑制微晶的析出.     

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.     

Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃的烧结特性

采用收缩率、X射线衍射、扫描电镜对Li2O-ZnO-Al2O3-SiO2 (LZAS)系微晶玻璃的烧结特性、析晶特性及烧结后微晶玻璃试样的结构进行了研究.结果表明:LZAS微晶玻璃在530～560℃烧结时,析出的主晶相为γⅡ-LZS,γ0-LZS和方石英为次晶相.在590℃烧结时开始析出β-石英固溶体.620℃以上温度烧结时,析出的主晶相为γ0-LZS和β-石英固溶体,方石英为次晶相.LZAS系微晶玻璃的烧结属于粘滞性流动烧结,试样在470～590℃的温度区间完成烧结,但烧结温度高于530℃时由于试样析晶导致烧结收缩出现"滞缓"现象,590℃以上温度烧结时试样出现了流散.