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确定了钇掺杂稳定氧化锆超细粉料和有机添加剂组成的浆料的配比,流延并烧结成了用于片式氧传感器的陶瓷薄膜.通过浆料粘度变化分析了分散剂的作用效果,研究了粘结剂和增塑剂对成膜效果和素坯相对密度的影响;采用综合热分析仪等手段研究了浆料中有机添加剂的烧除温度和热失重变化,并设计了合适的烧结制度;利用x射线衍射(XRD)及电子扫描显微镜(SEM)分析了最终烧结体的晶体结构和微观形貌;测量了抗热震及电性能.研究结果表明:素坯薄膜相对密度达55%,素坯内颗粒分散均匀,无硬团聚;采用相应的烧结制度在最佳烧结温度1450℃下得到了相对于理论密度达98%,晶粒均匀,晶界明显,几乎没有气孔的致密化薄膜;其抗热震性能达45次以上,电性能良好,是用于片式氧传感器的理想薄膜材料.

关键词: 流延 , 薄膜 , 氧传感器 , 烧结 , 氧化锆

Al₂O₃掺杂对YSZ固体电解质烧结及电性能的影响

利明 , 何莉萍 , 陈宗璋 , 李素芳 , 向兰翔 , 罗上庚 , 邹长贵 , 梁雪元

无机材料学报

研究了用常规共沉淀法掺杂Al₂O₃对YSZ固体电解质的烧结及电性能的影响.结果表明:适量的Al₂O₃能提高YSZ材料的烧结性能,促使其致密化,但过量的Al₂O₃对材料的致密化不利;同时,材料的晶界电导随Al₂O₃含量的增大表现出先增大后减小的变化趋势,这与Al₂O₃对YSZ晶界两方面的不同影响有关,Al₂O₃偏析于晶界一方面能清除晶界上对氧离子电导不利的SiO₂,但另一方面也会降低晶界空间电荷层中的自由氧离子空穴的浓度.

关键词: 氧化锆 , alumina , oxygen ion vacancy , space charge layer

(ZrO2)0.96(Y2O3)0.03(Al2O3)0.01陶瓷的制备及性能研究

周欣燕 , 张振涛 , 沙顺萍 , 赵璐 , 向蓝翔 , 陈宗璋 , 李素芳 , 吴振军

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2007.02.011

采用化学共沉淀法制备(ZrO2)0.96(Y2O3)0.03(Al2O3)0.01的粉末, 在不同的升温速率、不同的烧结时间和不同的烧结温度等烧结工艺下制备出(ZrO2)0.96(Y2O3)0.03(Al2O3)0.01三相体系复合陶瓷. 经研究发现, 在升温速率和降温速率均为5 ℃·min-1 的烧结制度下, 1550 ℃烧结时, 可以得到抗弯强度达998 MPa, 抗热震次数达33次, 相对密度达96%和电性能较好的烧结体.

关键词: 无机非金属材料 , 陶瓷 , 氧化锆 , 掺杂 , 性能

氧化锆传感器Pt电极的保护涂层的制备

李素芳 , 梁雪元 , 陈宗璋 , 刘继进 , 李仲英 , 向蓝翔 , 邵长贵 , 罗上庚

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2002.03.017

研究了用氧化锆超细粉、氧化镁以及其他一些添加剂作为氧化锆Pt电极的涂层物料,通过采用序贯实验法,选取最佳的物料配比,在1000℃下固化烧结,所得到的保护涂层粘结性能较强、透气性能良好.

关键词: 保护涂层 , 制备 , Pt电极 , 氧化锆 , 传感器

Al2O3掺杂对YSZ固体电解质烧结及电性能的影响

利明 , 何莉萍 , 陈宗璋 , 李素芳 , 向兰翔 , 罗上庚 , 邹长贵 , 梁雪元

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.03.041

研究了用常规共沉淀法掺杂Al2O3对YSZ固体电解质的烧结及电性能的影响.结果表明:适量的Al2O3能提高YSZ材料的烧结性能,促使其致密化,但过量的Al2O3对材料的致密化不利;同时,材料的晶界电导随Al2O3含量的增大表现出先增大后减小的变化趋势,这与Al2O3对YSZ晶界两方面的不同影响有关,Al2O3偏析于晶界一方面能清除晶界上对氧离子电导不利的SiO2,但另一方面也会降低晶界空间电荷层中的自由氧离子空穴的浓度.

关键词: 氧化锆 , Al2O3 , 氧离子空穴 , 空间电荷层

光管内CaCO3结垢对管内传热影响的阶段及机理

王洋波 , 王良成 , 常立民 , 鞠雪松 , 李素芳 , 王小见 , 王良璧

工程热物理学报

本实验对不锈钢管内CaCO3污垢的沉积过程进行了分段研究.测得传热系数后,获得了污垢热阻,并用电镜扫描(SEM)获得了污垢分布随时间的变化.实验结果表明:在不锈钢管内CaCO3污垢沉积的初始阶段,传热系数增大而非减小,出现负污垢热阻,说明CaCO3污垢初始阶段的沉积有利于传热,经过一段时间的沉积后才会出现正污垢热阻.电镜扫描(SEM)结果表明,污垢沉积的初始阶段,污垢结晶以星状点分布于管内壁,随着沉积时间的增长星状点变得密实,这种不完全覆盖使得流体在流经污垢时产生扰流,增强了传热效果.随着时间推移,结晶污垢的覆盖面积逐渐增大,污垢热阻逐渐增加,传热系数减小.

关键词: 不锈钢管 , 结垢 , 传热 , 阶段影响 , 机理

电子迁移对钇稳定氧化锆电解质性能的影响

鲁盛会 , 向蓝翔 , 周欣燕 , 陈宗璋 , 李素芳 , 沙顺萍

材料开发与应用 doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2009.03.007

本文讨论了在不同测氧分压、温度、相对密度及引入Al2O3下,电子迁移对钇稳定氧化锆电解质性能的影响.结果表明:氧化锆氧浓差电池测量的氧分压越低,电子迁移对池电势的影响越大;电池的工作温度越低,电子迁移数越大,测量误差越大;烧结越致密的电解质其电子迁移数越小;适量的引入Al2O3可以降低电子迁移数,提高测氧准确性.

关键词: 氧化锆 , 电子迁移 , 氧传感器

甘氨酸-硝酸盐法制备( Y2O3)0.02-(Sc2O3)0.11-(ZrO2)0.87超细粉体

从洪云 , 李素芳 , 陈俊芳 , 李娇 , 黄娟萍

硅酸盐通报

通过甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了(Y2O3)0.02-(Sc2O3)0.11-(ZrO2)0.87(2Y-11ScSZ)超细粉体.研究了不同甘氨酸用量对粉体相结构和形貌的影响.然后采用流延成型方法制备薄膜样品,讨论不同烧结温度对样品的影响.实验结果表明:2％物质的量浓度Y2O3的添加能稳定1ScSZ在立方相结构.随着甘氨酸用量的增加,粉体粒径逐渐增大.确定了烧结样品在1300℃即可达到致密化.

关键词: 甘氨酸-硝酸盐法 , 流延法 , 2Y-11ScSZ

硅基HA/Al2O3复合生物涂层的制备与表征

吴振军 , 杨妍 , 陈宗璋 , 李素芳

功能材料

通过磁控溅射沉积、阳极氧化与溶胶-凝胶结合的多步技术在Si(100)表面制备了HA/Al2O3复合生物涂层材料.采用TG-DSC测定了复合涂层中HA外层的烧成温度,采用XRD、FT-IR以及EDS分析了Si(100)基HA/Al2O3复合生物涂层的组成,并借助SEM研究了复合涂层的表面与截面的微观形貌.研究表明,凝胶完全转变为HA外层的最低温度约为550℃,凝胶经600℃处理30min后可在Si(100)-Al2O3基上形成具有一定数量纳米细孔且含有少量CO3的HA外层;A外层嵌入Si(100)基阳极氧化Al2O3多孔层的孔洞中构成HA/Al2O3复合生物涂层.

关键词: Si(100) , HA/Al2O3 , 复合生物涂层 , 阳极氧化 , 溶胶-凝胶