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关于先进结构陶瓷的研究
郭景坤
1999 Vol. 14 (2): 193202
摘要(
2196 )
PDF(683KB)(
1779
)
本文回顾了我国先进陶瓷材料研究四十余年来的进展.我国一贯重视陶瓷学的基础研究和应用基础研究对陶瓷工艺的指导作用,同时亦更注意新材料的工艺研究.本文简要地介绍了这些方面的主要成就.最后,对先进结构陶瓷材料研究需要考虑的问题提出一些拙见,以供讨论.
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无机盐-氧化物复合电解质导电机制
陶善文,彭定坤,孟广耀
1999 Vol. 14 (2): 203210
摘要(
2037 )
PDF(480KB)(
1036
)
提高材料的电导率是固态离子学的一个重要研究目的.将某些离子导体与氧化物陶瓷结合起来构成复合电解质,在大多数情况下可提高材料的电导率.本文对这种陶瓷复合材料的各种导电机制和最新进展作了简要的综述.
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智能材料与器件的发展设想
王永龄,俞大畏,董显林
1999 Vol. 14 (2): 211217
摘要(
1924 )
PDF(449KB)(
1145
)
本文基于铁电体的自发极化Ps在外电场、应力或温度作用下的变化面△Ps,引入组合功能效应的概念,利用厚膜和薄膜材料的叠层技术和集成工艺把功能陶瓷的多种特性组合起来,以设计和制备新型智能材料和器件.最近研制的热释电电压变压器的初步实验结果表明,这一设想是合理和可行的.
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微重力条件下晶体生长的实验研究
金蔚青,刘照华,潘志雷
1999 Vol. 14 (2): 218222
摘要(
2028 )
PDF(432KB)(
914
)
本文提供了在空间晶体生长观察装置上,实时观察记录了空间高温氧化物晶体生长过程的新方法.该装置具有自动光电调焦、多工位、自动图像记录等特点,通过设置不同的温控程序,利用该装置测定了高温熔体内的温度分布,同时对高温氧化物晶体材料界面形貌变化及其周围的熔体流动状态进行了分析,并首次观察到空间高温溶质的均匀扩散现象和空间高温溶液内均匀胞状结构的形成过程,最后对比空间和地面的实验结果,阐述重力对流和表面张力对流在微重力条件下对晶体生长的影响机制.
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磷酸盐晶体中络阴离子结晶方位与晶体形态
仲维卓,罗豪,黄宣威,齐振一,华素坤
1999 Vol. 14 (2): 223227
摘要(
2179 )
PDF(278KB)(
1011
)
研究了磷酸盐类晶体中的络阴离子[PO4]-和[CaP6O24]16-在晶体中的结晶方位,与[ClCa6]11+八面体相互联结的稳定性决定了各个面族的生长速率.根据磷灰石各族晶面显露的习性,提出了采用人工生长的磷灰石做人工关节时,应该注意磷灰石的取向问题.平行于C轴方向生长的磷灰石有利于与人体骨骼的快速愈合.
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TiC-Ni梯度功能材料的SHS研究
张幸红,韩杰才,赫晓东,杜善义
1999 Vol. 14 (2): 228232
摘要(
1740 )
PDF(419KB)(
913
)
利用自蔓延高温燃烧合成反应结合准热等静压技术(SHS/PHIP)制备了致密性良好的TiC-Ni系梯度功能材料,产物的成份分析显示Ni元素沿厚度方向相对连续而平滑地过渡,明显不同于反应前的阶跃式分布.随着Ni含量的增加,燃烧温度的降低,梯度层中TiC颗粒尺寸逐渐减少,各梯度层的硬度,相对密度也随Ni含量的添加而变化.
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聚电解质分散剂对Y-TZP悬浮液性能的影响
王浚,孙静,高濂
1999 Vol. 14 (2): 233238
摘要(
1752 )
PDF(356KB)(
1222
)
通过聚电解质聚丙烯酸铵(NH4PAA)和聚甲基丙烯酸铵(NH4PMAA)的合成与在Y-TZP粉体上的等温吸附实验及红外分析发现,悬浮微粒的表面状态由于聚电解质的吸附而得到改善;ζ电位测定表明,阴离子型分散剂使粉体的等电点(IEP)降低,浆料的流变性能也因为分散剂的加入而有了明显的改善.
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盐离子对纳米氧化锆浆料流变性能的影响
汤枫秋,黄校先,张玉峰,郭景坤
1999 Vol. 14 (2): 239244
摘要(
2032 )
PDF(241KB)(
885
)
通过测定浆料的Zeta电位和粘度曲线,研究了含高浓度盐溶液电解质(NaCl,NH4Cl,(NH4)2CO3)对纳米氧化锆浆料电动性能和流变性能的影响.研究结果表明,盐离子的加入可显著改变浆料的悬浮特性.增加盐离子的浓度,氧化锆浆料的Zeta电位降低,粘度增大.对同一种电解质而言,浆料的等电点并不随盐离子浓度的改变而改变,说明氧化锆浆料对这些盐离子无特性吸附.从浆料的粘度曲线可以看出,盐离子的加入均对浆料产生絮凝作用,使颗粒间产生一种互相吸引的架状结构,这种架状结构将导致浆料触变性的产生,并且高固相含量的ZrO2浆料对盐离子的加入反应更为敏感.
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锌铝层状复合氢氧化物的合成研究
谢鲜梅
1999 Vol. 14 (2): 245250
摘要(
2557 )
PDF(330KB)(
1077
)
该研究以硝酸锌、硝酸铝为原料,氢氧化钠为沉淀剂,采用恒定PH值法和变化pH值法进行共沉淀合成锌铝层状复合氢氧化物[ZnAl-LDH].全面探讨了各种因素在合成过程中的影响,以XRD分析确定其结构类型,通过TG-DTA考察其热行为.结果表明,在该研究的实验条件下,无需氮气保护,即可在较宽范围内合成结构单一、结晶度高的复合层状物.首次提出以115℃、2h的短时间水热处理代替传统的80℃、20h的回流处理,大大简化操作过程,缩短反应时间.实验结果表明,合成体系中pH值不同,合成LDH相应的Zn/Al比范围不同,而土板层间水含量又与合成物中Zn/Al比有关.在诸多的影响因素中,pH值是最关键的影响因素.
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铱钽氧化物阳极涂层的研究
张萌萌,林纪筠,陈康宁
1999 Vol. 14 (2): 251256
摘要(
2496 )
PDF(404KB)(
1179
)
本文选用IrO2为电催化活性物质,并添加Ta2O5为稳定性氧化物,采用热沉积的方法制备了一系列钛基阳极,研究了氧化温度、涂层含钽量、涂液溶剂对电极的析氧反应催化性能,以及在强酸溶液中的钝化寿命的影响.同时利用X射线衍射、电子探针扫描电镜对涂层进行了结构组成和外部形貌的表征.电极活性与涂层中IrO2-TiO2固溶体的结构和IrO2针状细晶的数量有关,高温氧化涂层中钽氧化物的存在则可以大大提高电极寿命.
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氧化镍薄膜在含Li+电解质中的电致变色特性
吴永刚,吴广明,倪星元,周箴,张慧琴,吴翔
1999 Vol. 14 (2): 257263
摘要(
1885 )
PDF(419KB)(
972
)
本文中研究了非严格去水条件下氧化镍薄膜的电化学循环和电致变色特性.以恒电流方式向薄膜中注入和抽取Li+离子,分析了光密度变化与注入和抽取离子数量的关系,用俄歇电子能谱(AES)定量分析了注人Li+离子的深度分布.测试了薄膜在原始、致色和消色态的透射率光谱和薄膜的电流和透射率变化的时间响应,以及在开路状态下薄膜在LiClO4-PC电解液环境中的稳定性.研究了氧化镍薄膜在含有一定水杂质的LiClO4-PC电解液中的电化学循环和电致变色特性与电解质中微量水份含量的关系.发现当电解质及周围环境中含有微量水份时,对薄膜的注入电荷数量和透射率变化范围均不存在大的影响.
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纳米TiO2制备过程中的若干影响因素
昝菱,钟家柽,罗其荣
1999 Vol. 14 (2): 264270
摘要(
1730 )
PDF(561KB)(
1024
)
用自行设计的、用于观测由透明均匀相中生成超微粒子的激光测试仪,对水解法制备纳米TiO2的过程进行了研究,并设定了一系列反应过程的内在参数,如成核温区△T,成核时间△t,反应成核浓度的参数I/I0等,并记录了这些参数及有关曲线,讨论了这些参数与最后产物性质的关系,研究了反应初始条件如浓度、酸度和阴离子等外部因子的改变对这些参数的影响,以及对最终产物性质(粒子大小、晶型结构)的影响,获得了金红石含量高,粒子直径在100nm的超细TiO2粉体.
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氟硅酸盐微晶玻璃的热膨胀性能研究
陈伟民,英廷照,陈扬枝,陈楷
1999 Vol. 14 (2): 271274
摘要(
1967 )
PDF(221KB)(
1189
)
氟硅酸盐微晶玻璃的热膨胀性能主要取决于微晶玻璃的晶相组成及其相对含量.透辉石结晶相的含量增加使微晶玻璃的热膨胀系数降低,与此相反碱镁闪石结晶相的含量增加却使微晶玻璃的膨胀系数增加.K2O-MgO-SiO2-CaF2系统氟硅酸盐微晶玻璃的最小热膨胀系数为:78.4×10-7(20~300℃);最大热膨胀系数为:85.6×10-7(20~300℃).
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K2O-MgO-Al2O3-SiO2系玻璃的分相与析晶
刘平,陈显求
1999 Vol. 14 (2): 275279
摘要(
1782 )
PDF(450KB)(
1181
)
利用HREM和其它分析手段研究了含氟或含锆K2O-MgO-Al2O3-SiO2系统玻璃液滴状分相对成核的影响.实验中观察到成核首先从液滴相内部开始,根据晶核的电子衍射图样和晶格条纹数据结合晶面间距计算,分析了分相对成核的影响以及引起整体析晶的主要因素和析晶次序等.
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Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合材料的制备及性能
王宏志,高濂,归林华,郭景坤
1999 Vol. 14 (2): 280286
摘要(
1785 )
PDF(639KB)(
914
)
本文研究了非均相沉淀法制备Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC复合粉体的工艺过程,认为粉体的理烧温度是至关重要的,热压烧结得到了致密的Al2O3-ZrO2(3Y)-SiC纳米复合材料,ZrO2的加入对烧结温度的影响不大.通过TEM观察,SiC颗粒均匀分散于材料中,大的ZrO2颗粒位于Al2O3晶粒间,小的圆形ZrO2颗粒位于Al2O3晶粒内,一部分Al2O3晶粒呈非等轴状.80Wt%Al2O3-15wt%ZrO2-5Wt%SiC纳米复合材料的抗弯强度可达555MPa,韧性为3.8MPa.m1/2.
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pH值对BaTiO3纳米粉体性能的影响
栾伟玲,高濂,郭景坤
1999 Vol. 14 (2): 287290
摘要(
1850 )
PDF(190KB)(
894
)
本文研究了溶胶-凝胶过程中不同pH值条件下制得钛酸钡纳米粉的性能,从双电层理论及反应机理分析讨论了pH值对胶体的形成及团聚状态的影响,得到了反应的优化条件(溶液的pH值应控制在8以上),制得粒径小、颗粒分布均匀、少团聚的BaTiO3纳米粉体.
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碳弧法中碳包Fe纳米晶及其相关碳微团的形成
张海燕,何艳阳,薛新民,成晓玲,彭少麒
1999 Vol. 14 (2): 291296
摘要(
1557 )
PDF(415KB)(
944
)
用直流碳弧法在阳极石墨棒中加入α-Fe2O3产生碳包Fe纳米晶,研究在复合石墨棒中加入不同的Fe2O3含量对碳包Fe纳米晶的形貌、结构特性及晶粒尺寸分布的影响,探讨碳包Fe纳米晶的形成原因及碳弧法中氦气压力和Fe2O3含量对复合石墨棒所产生的碳灰的C60/70产率的影响.结果表明:Fe2O3复合石墨棒所产生的碳灰含有α-Fe相、Fe3C相和石墨相,没有氧化物相.复合阳极棒中的Fe2O3含量决定了碳包Fe纳米晶的数量和晶粒直径分布,碳弧法中的He气压力仍是影响掺Fe2O3阳极棒所产生的碳灰的C60/70产率的主要因素,但对碳包Fe纳米晶的产率影响不大.掺Fe2O3阳极棒所产碳灰的C60/70产率与氦气压力的关系和纯石墨阳极棒的这一关系比较,存在着显著的差别.
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溶胶-凝胶法制备SiC前驱体
田杰谟,李金望,董利民
1999 Vol. 14 (2): 297301
摘要(
2313 )
PDF(283KB)(
925
)
为了尽量减少硫、氯等有害元素的含量,本文用不含有害元素的草酸和六次甲基四胺(HMTA)为催化剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,酚醛树脂为碳源,成功探索出了制备SiC前驱体的两步法溶胶-凝胶工艺.第一步TEOS在草酸的催化下预水解,第二步用HMTA加速凝胶.实验得出了草酸含量、预水解时间、预水解温度等因素对凝胶形成的影响规律,进而讨论了水解和缩合的机理.所得SiC前驱体为黄色透明的玻璃态,由纳米级的颗粒组成,结构均匀而精细.
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胶凝速度及煅烧对硅干凝胶表面分形性的影响
黄文来,梁开明,顾守仁
1999 Vol. 14 (2): 302306
摘要(
1963 )
PDF(426KB)(
823
)
本文研究了酸催化条件下(pH≈3),TEOS(正硅酸乙酯)水解制备二氧化硅干凝胶过程中,不同胶凝速度对所获得的干凝胶表面分形特性的影响,并分析了煅烧处理的影响.实验以盐酸为催化剂,丙酮为溶剂.结果表明,胶凝速度对未经煅烧的二氧化硅干凝胶表面分形维数几乎没有影响,但较慢的胶凝速度下制备的二氧化硅干凝胶在600℃煅烧后,其表面分形维数有较大的降低.改变煅烧温度的实验表明,在600℃以上继续提高煅烧温度,一般二氧化硅干凝胶的表面分形维数可维持到800℃以上不出现显著下降.
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(La2/3Ca1/3)(Mn(3-x)/3)Fex/3)O3体系磁电阻行为的研究
徐明祥,焦正宽
1999 Vol. 14 (2): 307311
摘要(
1617 )
PDF(306KB)(
961
)
通过系统地测量(La2/3Ca1/3)(Mn(3-x)/3Fex/3)O3(x=0、0.1、0.2、0.3的体系样品的电阻率-温度关系以及一定温度下磁电阻率与磁场的关系,发现随x的变化其磁电阻率峰和电阻率峰均发生位移,磁电阻率峰值增大,并伴生磁电阻率峰展宽效应.作者认为由于Fe的替代,引起体系中Mn3+/Mn4+比率及磁矩的变化,加之外场对磁有序结构的调制作用,从而影响了Mn3+-O-Mn4+的双交换作用,最终导致磁电阻行为发生变化.
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稀土钛酸盐复合氧化物的水热合成和微结构特征研究
李广社,李莉萍,汪敏强,冯守华,姚熹
1999 Vol. 14 (2): 312316
摘要(
1774 )
PDF(334KB)(
847
)
用水热法合成了稀土钛酸盐ReNaTi2O6(Re=Ce,Nd和Eu),对其进行了XRD、SEM、XPS和151EuMossbauer表征.晶化条件(如矿化剂和初始摩尔浓度等)决定产物的结构类型和纯度.在晶化过程中钠离子占据到钙钛矿格位没有造成Ti离了价态还原.CeNaTi2O6的Ce3d5/2主峰位结合能为885.45eV,这表明CeNaTi2O6中Ce离子主要以Ce(Ⅲ)形式存在.NdNaTi2O6具有更规则的晶型.EuNaTi2O6中晶场贡献大于二级4f贡献.和固相反应法相比,水热产物中缺陷浓度较低,晶格畸变度较小.
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M3MgSi2O8(M=Sr,Ba)中Ce3+的发光性质
黄立辉,刘行仁,王晓君,郑著宏
1999 Vol. 14 (2): 317320
摘要(
1919 )
PDF(223KB)(
879
)
本文合成了掺Ce3+的M3MgSi2O8(M=Sr,Ba)荧光粉,这两种荧光粉在UV光激发下发射出较强的蓝紫色光,报道了它们室温下的激发光谱和发射光谱以及77K低温下的荧光光谱.阐述了在这两种焦硅酸盐体系中,Ce3+均形成两个发光中心,且随Sr,Ba顺序,荧光体发射峰稍稍向短波移动.
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