JOURNAL PORTAL
景德镇陶瓷大学主办
陶瓷学报
陈智勇, 刘建寿, 徐颖强, 张东生, 姚永玉, 李妙玲, 李彬, 张广广
碳纤维增强SiC(C/SiC)陶瓷基复合材料不仅具有耐高温、高比强、高比模、耐腐蚀、耐磨损和低密度的特点,还具有良好的高温力学性能,目前,已成功用于第三代航空发动机、冲压发动机、固体和液体发动机的热结构,以及空天飞行器防热结构等方面。界面相是碳纤维增强SiC陶瓷基复合材料极其关键的显微组织结构,其可视为坚固的"桥梁",不仅连接增强体和基体,也传递二者之间的应力,对C/SiC复合材料综合力学性能起到非常关键的作用。本文主要简述了C/SiC陶瓷基复合材料界面相研究状况,包括界面相的功能、类型、制备方法及对力学性能的影响。
王少华, 汪超, 汪永清, 张小珍, 陈云嫩
陶瓷产业的繁荣发展为我国的经济建设做出了巨大的贡献,但陶瓷属于高能耗、高污染行业,其所带来的生态和环境问题近年来也日益显现。在陶瓷材料的制备和使用过程中会产生大量的废料,而目前大部分的废料采用露天堆放或填埋的方式处理,因此了解陶瓷废料的来源及其再生利用方式具有重要意义。本文针对陶瓷废料的来源与危害进行了分析,重点探讨了废料资源化利用的进展及存在的问题,希望能够为陶瓷废料的循环利用提供参考。
吴玉厚, 沙勇, 李颂华, 孙健, 王浩
为了实现高效的精密磨削,探究了磨削力对氮化硅陶瓷表面质量的影响和亚表面损伤。通过理论分析,在高效磨削的基础上进行单一因素实验,利用粗糙度仪测量表面粗糙度并利用扫描电镜观察表面形貌。结果表明:磨削力与单颗磨粒去除材料的体积相关;比磨削能在60-70 J/mm3且切向磨削力在10-60 N之间,容易获得较好的表面质量;增大磨削深度比、增大砂轮线速度和工件进给速度更容易产生裂纹,磨削深度在5-15μm之间适用于氮化硅陶瓷精密磨削。
胡庆, 谭广繁, 汤惠东, 江伟辉, 刘健敏, 陈婷, 江峰, 冯果
以正丙醇锆和正硅酸乙酯分别为锆源和硅源,正丙醇为溶剂,无水柠檬酸为辅助添加剂,采用非水解溶胶-凝胶结合浸渍-提拉镀膜工艺在碳化硅（SiC）基底上制备硅酸锆（ZrSiO4）抗氧化薄膜。采用XRD、FT-IR、SEM、EDS等分析测试手段研究了无水柠檬酸辅助ZrSiO4合成影响机理,以及无水柠檬酸添加量、镀膜次数对ZrSiO4合成和薄膜形貌的影响,并研究了薄膜的抗氧化性能。结果表明:无水柠檬酸能促进矿化剂氟化锂（LiF）在正丙醇中的溶解,从而促进纯相ZrSiO4的合成。当无水柠檬酸添加量（与正丙醇锆的摩尔比）为1.1︰1、镀膜次数为5次时可以在SiC基底上获得平整致密、无开裂、膜厚约为500nm的ZrSiO4薄膜。在1450°C高温氧化60h后,未镀膜的SiC基底单位面积增重为7.2354×10-4g/cm2,而镀上ZrSiO4薄膜后,单位面积增重仅为2.2283×10-4g/cm2,且样品表面相对平整、无裂纹,表明制备ZrSiO4薄膜具有优异的高温抗氧化性能。
刘文进, 艾建平, 苏晓瑄, 吴雨龙, 李文魁, 程丽红
为了降低Bi2O3和Sb2O3因熔点低在烧结过程中的挥发程度,以及改善球磨法所得陶瓷样品的显微结构均匀性,实现1000℃以下烧结获得综合性能良好的ZnO压敏陶瓷,选取综合性能良好的ZnO-Bi2O3基础陶瓷配方,将其中的Bi2O3和Sb2O3按照1︰1物质的量比例预合成,按传统电子陶瓷工艺制备压敏陶瓷,并与传统配料方式制备获得的样品作对比。结果表明:Bi2O3和Sb2O3预合成的样品比未预合成的样品气孔少、致密度较高、粒径分布更加均匀,压敏电压460-600V/mm,非线性系数40-60,漏电流低于1μA。研究结果有望为多层片式ZnO压敏元件实现纯银内电极共烧提供实验依据。
廖伟秀, 艾建平, 宋成叶, 周泽华, 陈智琴, 杨艳玲, 饶少卿, 李文魁
采用溶剂热法合成单纯的ZnO、ZnFe2O4以及ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂,通过调控Zn2+/Fe3+摩尔浓度获得不同物相含量和形貌特征的ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂,并利用XRD、SEM、DRS、低温氮吸附等多种手段对样品物化性能进行分析。以亚甲基蓝作为目标污染物,在500W氙灯照射下考察光催化剂对亚甲基蓝溶液的降解性能,结果表明:ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂有一定的可见光催化降解活性,获得的ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂降解活性优于单纯的ZnO和ZnFe2O4催化剂,其中Zn2+/Fe3+摩尔浓度比为5︰2时,210min后亚甲蓝的降解率可达到36%。同时,利用磁强计和施加外磁场的方式,研究ZnO/ZnFe2O4复合光催化剂的磁滞回线和分离回收性能,可知Zn2+/Fe3+摩尔比为5︰2时饱和磁化强度为27.6emu·g-1,具有很强的铁磁性,在外磁场作用下可以快速从悬浮溶液中分离出来。
田雪, 李翠伟, 武令豪, 边超, 汪长安
莫来石晶须具有耐高温、抗氧化、热膨胀系数较小、高温强度较大、抗热震性能较好等优异性能,是一种优良的陶瓷基复合材料用补强剂。试验以γ-Al2O3和SiO2为主要原料,以氟化铝为助剂,采用原位反应法制备了莫来石晶须,并利用XRD和SEM分析了制备材料的物相组成及显微结构。实验表明:在原料粉自然堆积状态下,在特定氟化铝加入量下,影响莫来石晶须长径比的因素由主到次依次为保温时间、烧结温度和氟化铝形式;以粉质量10%的AlF3·3H2O为助剂,在1450℃温度下煅烧,保温6 h时,可以制备出高纯且长径比为20左右的莫来石晶须粉体;所制备得到的晶须的分散性因处于坩埚上、中、下部位的不同而有所差异;超声振动、极性溶剂及碱性环境有助于初步打开晶须间的团聚,达到晶须预分散的效果。
李凤友, 张玲, 常雅楠, 苏鑫, 张志豪, 张欢
以纳米η-Al2O3粉为铝源,石英粉、硅灰,白泥和复合粉（白泥︰石英粉=25︰75）为硅源,通过固相反应烧结原位合成莫来石材料。研究了不同硅源及温度对试样的烧结性能,物相组成和显微结构的影响,分析了莫来石的合成机理。结果表明:在1550℃保温3 h时,以白泥为硅源的试样性能最佳,体积密度为2.86 g/cm3,显气孔率为3.5%,抗折强度为135.6 Mpa;除白泥外纳米η-Al2O3粉与其他三种硅源所制备的试样全部为莫来石相衍射峰;以石英粉和硅灰为硅源制备的莫来石晶体为短柱状,抗折强度相对较小,以白泥和复合粉为硅源制备的莫来石晶体为长柱状,抗折强度相对较大;纳米η-Al2O3与白泥中分解出来的无定形Si O2反应形成莫来石,在转成α-Al2O3后与石英粉和硅灰中Si O2反应合成莫来石。
杨旭光, 陈攀, 郭宇航, 董松涛
采用水热法制得Al3+掺杂MnO2空心纳米球。利用场发射扫描电镜（FESEM）、X射线衍射（XRD）、热重（TG）、能谱仪（EDS）等测试技术对材料的形貌、结构及元素含量进行了表征。采用恒电流充放电（GCD）、循环伏安（CV）、交流阻抗（EIS）等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明:当Al2（SO4）3?18H2O添加量为3mmol时,所获得的MnO2中Al3+掺杂量最大,比容量也最高;在电流密度为0.5A/g时,比电容达到242.47F/g。
王涵, 李翠伟, 武令豪, 李昊
以α-Al2O3为原料,没食子酸丙酯（PG）为表面改性剂,采用颗粒稳定泡沫法制备氧化铝多孔陶瓷,研究了PG添加量及加入方式对浆料泡沫稳定性、材料结构与性能的影响。研究发现:随着PG添加量由2wt.%增加到10wt.%,球磨后的浆料流动性逐渐变差,而泡沫稳定性由70.41%提高到84.85%,制备的多孔材料总气孔率范围为58.60-75.16%,抗压强度为15.98-66.72 MPa。在三种PG添加方式选择中发现:PG溶解后加入到氧化铝悬浮液中,浆料均匀性更好,发泡更容易,总气孔率为66.53%,抗压强度高达55.23 MPa。