机械活化-放电等离子烧结制备Ti3AlC2块体材料

将Ti、Al、C单质粉体作为实验原料,利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备Ti3AlC2块体材料.研究烧结温度和保温时间对块体相组成及性能的影响.研究表明:粉体经过机械活化作用,反应活性增加,Ti-Al-C体系的自由能得到提高,为后续的放电等离子烧结做了基础;在温度为1050℃(保温时间5 min)时进行块体烧结,所得块体中Ti3AlC2的含量为98.5wt;,随着保温时间的延长(10～20 min),块体中Ti3AlC2的纯度得到提升(＞99wt;),相对密度也随之增加,但显微硬度下降.     

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.     

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.     

YSZ涂覆V2O5热腐蚀行为研究

本文以V2O5为腐蚀介质,采用涂盐法研究了温度对YSZ腐蚀的影响.结果表明:YSZ在650℃和750℃腐蚀时,反应以ZrV2O7和YVO4生成为主,并存在少量ZrO2的t→m相转变;750℃时,V2O5熔融加快了反应速率;在高于750℃温度时腐蚀,产物不存在ZrV2O7,稳定剂Y2O3与熔融V2O5酸性溶解,加快ZrO2的t→m相转变;温度升高,m-ZrO2相增多,晶粒间孔隙变大,试样表面逐渐疏松.     

凝胶注模成型Al2O3陶瓷的显微结构及力学性能研究

以Al2O3粉为原料,TiO2+MgO为烧结助剂,琼脂糖为单体,聚丙烯酸铵为分散剂,利用凝胶注模及无压烧结工艺制备了Al2O3陶瓷.研究了琼脂糖固化机制、烧结助剂作用机理以及琼脂糖含量对Al2O3陶瓷坯体及烧结体的显微结构及力学性能的影响规律.试验结果表明,琼脂糖利用内部氢键的结合,形成三维网络状结构,将Al2O3粉原位凝固成型.TiO2+MgO烧结助剂使材料实现了液相烧结机制,有利于降低材料的烧结温度及促进致密化进程.随着琼脂糖含量增加,坯体的致密度、坯体及烧结体的抗弯强度均呈先增大后减小趋势.当琼脂糖含量为0.5wt;时,Al2O3陶瓷的抗弯强度达到最大值.     

纳米η-Al2O3无压烧结制备单相氧化铝陶瓷

采用99;纳米η-Al2O3为原料,无压烧结制备单相氧化铝陶瓷,通过TG-DSC、XRD和SEM等手段对试样进行分析和表征,并测试其力学性能.结果表明:纳米η-Al2O3 1084.8℃时转变为α-Al2O3,转变温度小于理论转变温度;晶型转变释放的能量能够降低氧化铝陶瓷的烧结温度,1550℃时试样的相对密度达91.48;,显气孔率为2.45;,断裂韧性较高.由于η-Al2O3的密度小于α-Al2O3,无压烧结时试样发生晶型转变产生体积收缩,致密性较低,直接用η-Al2O3制备致密的单相Al2O3陶瓷较为困难.     

Ti3AlC2/Fe复合材料的制备及力学特性

以Ti3AlC2粉和还原铁粉为原料,在1300℃、30 MPa、保温30 min的热压条件下制得Ti3 AlC2/Fe复合材料,并研究了其组成及相关力学特性.结果表明:Ti3AlC2/Fe复合材料具有致密度高、组织均匀、增强相颗粒尺寸细小且分布较均匀等优点.经过热压烧结,Ti3AlC2会分解生成TiCxo.由于TiCx的增强作用,使得Fe基复合材料具有高的抗弯强度,在20vol; Ti3AlC2含量时达到最高的1091 MPa,并保持了良好的延展性.复合材料在800℃热震之后,除30vol; Ti3AlC2/Fe之外其他试样强度基本不变或略有升高,并且热震前后材料的断裂方式基本不变,表现出良好的抗热震特性.     

原位热压烧结制备NbC增强Nb4AlC3复合材料及其力学性能研究

以Nb、Al、石墨粉为原料,采用原位反应热压烧结在1700℃下制备出了致密的NbC增强Nb4AlC3复合材料,采用X射线衍射和扫描电镜对材料的物相组成和显微结构进行了表征,研究了NbC含量对材料的物相组成、烧结性能、显微结构与力学性能的影响.结果表明:NbC的原位引入促进了材料的烧结,并对Nb4AlC3基体起到了显著的强韧化效果.随着NbC含量从0增加至15vol;,材料的抗弯强度和断裂韧性先增大后减小.当NbC含量为8vol;时,强度和断裂韧性达到最大值494 MPa和8.4 MPa·m1/2.材料的显微硬度则由2.6 GPa提高至4.4 GPa.     

基于第一性原理研究Ta2AlC的电子结构和光学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算软件Materials Studios 5.5的CASTEP软件包,分另计算了Ta2AlC的电子结构和光学结构,从电子结构角度分析光学性质的变化规律.从能带结构分析结果可知,Ta2AlC是电导体.结合Ta2AlC的电子结构可知,其介电常数峰值是由Tad和Cs的轨道间电子的跃迁产生的.Ta2 AlC在可见光区的反射率变化幅度小,说明它可以作为一种温度控制涂层材料.Ta2 AlC在紫外光区呈现出较大的反射率,说明它是一种潜在的防紫外线材料.     

Sc2O3: Nd,Sc2O3:Yb纳米粉体的制备和光致发光

以反滴定共沉淀方法制备了Sc2O3:Nd、Sc2O3 :Yb纳米粉体,用热重、差热分析、X射线衍射对前驱体相变及粉体结构进行了研究,并研究了其光致发光.Sc2O3:Nd、 Sc2O3:Yb前躯体的热重和差热曲线分别在73 ℃、77 ℃与434 ℃、436 ℃出现了明显的热失重和吸热峰,结合XRD表明约在450 ℃,前驱体粉体经γ-ScOOH相转变为立方Sc2O3相.Reitveld方法精修给出Sc、O的原子坐标.结果表明,掺杂离子导致了晶格畸变.在825 nm光激发下,粉体Sc2O3 :Nd的1084 nm主荧光峰为Nd3+的4F3/2→4I11/2跃迁;在937 nm光激发下,粉体Sc2O3:Yb的1044 nm主荧光峰为Yb3+的2F5/2→2F7/2跃迁.Sc2O3:Nd、Sc2O3:Yb的发光光谱表明激活离子处于较强晶场中,Stark能级分裂大,有利于降低Yb3+的激光阈值、提高激光热稳定性.     

三元纳米层状Ta2AlC原位合成机制

利用自蔓延高温合成/原位反应法制备了Ta2AlC陶瓷材料,研究了预热温度和不同铝含量对试样物相组成和微观组织结构的影响.采用X射线衍射分析试样的物相组成;采用SEM观察材料的微观组织结构;借助DSC测试分析,结合反应产物、可能的中间产物及体系吸放热探讨了Ta2AlC的合成机制.研究表明,250℃的预热温度环境下有利于充分反应生成高纯度的Ta2 AlC;适当过量的Al有利于各元素扩散,从而提高合成的TaAlC纯度;利用自蔓延高温合成Ta2AlC时,Al先熔化为液相,继而Ta与C分散到液态Al中发生反应并放出大量的热量,引发Ta与Al反应生成Ta-Al金属化合物,促使生成的Ta2C与Al或TaC与Ta-Al金属化合物发生反应生成Ta2AlC.     

Ti5 Al2 C3与Ti2 AlC、Ti3 AlC2结构、弹性和电子性质的第一性原理对比研究

采用第一性原理的方法,研究了Ti5 Al2 C3在高压下的结构、弹性和电子性质,并与Ti2 AlC和Ti3 AlC2进行了对比分析.结果表明:三者的晶格常数a值近似相等,而Ti5 Al2 C3的c值和V值则分别近似等于Ti2 AlC和Ti3 AlC2的对应值之和;通过晶体结构分析认为Ti2 AlC和Ti3 AlC2分别由Al-Ti-C-Ti链和Al-Ti-C-Ti-C-Ti链交替排列构成,而Ti5 Al2 C3的结构主链Al-Ti-C-Ti-Al-Ti-C-Ti-C-Ti刚好是Ti2 AlC和Ti3 AlC2的主链之和;综合分析认为Ti5 Al2 C3可由Ti2 AlC与Ti3 AlC2组合而成.三者的结构参数都随着压力增大而减小,Ti5 Al2 C3的弹性性质介于Ti2 AlC和Ti3 AlC2之间,满足Ti3 AlC2>Ti5 Al2 C3>Ti2 AlC;通过电子态密度分析认为三者均具有共价键和金属键的共同性质.     

The Dimer Association of Stearic Acid in Solution

The dissociation constant of stearic acid was determined in four different solvents, using the Fourier Transform Infrared technique. The ΔH values obtained for each solvent decrease as the solvation of stearic acid increaes. The results are relevant to the crystallization process of stearic acid from solution which may lead to different polymorphic forms depending on the different crystallization parameters.     

超声辅助乙酸溶液球磨法制备SnO2纳米粉末

采用超声波辅助乙酸溶液球磨法制备了金红石型的SnO2纳米粉末.采用X射线衍射仪(XRD)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FT-IR)、透射电镜(TEM)对反应产物进行表征,研究了不同液体介质(乙酸溶液、纯水、乙醇溶液)、乙酸浓度、超声波频率对合成SnO2纳米颗粒的影响.结果表明,当反应进行到21 h,SnO2已经完全形成.合成的SnO2纳米粒子的平均粒径为10 nm左右,并且粒子形态统一、尺寸均匀.合成的SnO2纳米颗粒具有良好的光催化性能.锡粉在乙酸溶液中球磨21 h可以合成SnO2,而在水和乙醇溶液中球磨40h,仍不能合成SnO2;乙酸浓度越高,合成SnO2的反应速率越快;超声波频率越低,在超声辅助乙酸溶液体系中的反应速度越快.     

熔盐环境下热障涂层新材料Mg2SiO4的高温腐蚀研究

采用高温固相反应法合成了Mg2 SiO4陶瓷粉末,冷压成型后烧结成陶瓷块材.盐涂法制备V2 O5涂覆的样品,利用马弗炉在950℃空气气氛下保温不同时间.对热腐蚀后的样品进行表面形貌、截面特征的表征,并对Mg2 SiO4的高温熔盐腐蚀机制进行分析研究.结果表明:熔融的V2 O5对Mg2 SiO4陶瓷试样产生两种形式的腐蚀降解作用,即溶解-沉淀机制形成腐蚀产物Mg2 V2 O7和SiO2以及沿晶界腐蚀为主的渗透腐蚀作用.     

PET在乙酸溶液中的晶体生长探索

采用平衡法测定了PET在36;乙酸水溶液中的溶解度和亚稳区,采用降温法在乙酸溶液中进行PET晶体生长试验.结果显示PET在乙酸溶液中的溶解度比在水中的大,并有更宽的亚稳区,而且PET晶体在乙酸溶液中更容易生长.虽然晶体生长形态有所变化,但XRD表明其晶相未发生变化.