李达
,
陈沙鸥
,
王继荣
,
邵渭泉
,
张永成
,
张莎莎
,
曹红诗
硅酸盐通报
将比表面积分别为30 m2/g和1 m2/g的纳米(50 nln)和微米(2 μm)金红石TiO2陶瓷坯体在高温热膨胀仪中自室温至1200℃进行恒速无压烧结,升温速率为1℃/min,3℃/min和5℃/min,热膨胀仪自动记录烧结收缩.为阐明比表面对无压烧结初期致密化行为的影响,研究了氧化钛陶瓷的烧结收缩行为.同时,利用Arrhenius曲线研究了纳米和微米氧化钛陶瓷的烧结激活能.结果表明:随烧结温度的增加,比表面积的增加加速了致密化速率;纳米和微米氧化钛的烧结激活能分别为115±10 kJ/mol和302±15 kJ/mol;对于纳米氧化钛,当烧结体的瞬时相对密度为70～80%时,出现最大致密化速率,而对于微米氧化钛陶瓷,最大致密化速率出现在相对密度为75～85%.
关键词:
比表面积
,
致密化行为
,
激活能
,
烧结
,
二氧化钛
李达
,
陈沙鸥
,
邵渭泉
,
葛晓辉
,
张永成
,
张莎莎
,
曹红诗
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.05.031
纳米金红石TiO2粉末在高温热膨胀仪中进行恒速无压烧结,升温速率为2℃/min和5℃/min,热膨胀仪自动记录烧结收缩量,根据全期烧结模型,建立TiO2主烧结曲线;利用阿基米德法测量烧结体的相对密度,利用扫描电镜观察烧结体在不同温度的显微组织演变.结果表明:利用主烧结曲线得到的相对密度和Archimedes法实测的密度吻合,证明了主烧结曲线对烧结路径不敏感,烧结体的相对密度仅是时间和温度的函数.烧结体的显微组织是烧结温度和时间的函数,烧结体的相对密度和显微组织有关联,主烧结曲线理论可以用来预测和控制烧结体的相对密度、显微组织和陶瓷性能.
关键词:
显微组织
,
主烧结曲线
,
烧结
,
二氧化钛
张永成
,
陈沙鸥
,
栾伟娜
,
李达
,
邵渭泉
,
张莎莎
材料导报
分别以无水乙醇、去离子水为溶剂,以NH3·H2O、NH4HCO3为沉淀剂,采用化学沉淀法制备了纳米Al2O3粉体.利用TEM、XRD、FT-IR和激光粒度仪研究了溶剂、沉淀剂、浓度、前驱体等因素对纳米Al2O3粉体制备过程中的团聚程度的影响.结果表明:当NH4HCO3和Al(NO3)3水溶液浓度分别为3.0mol/L和0.3mol/L时,借助超声分散和微波干燥,得到的纳米Al2O3粉体粒度均匀、分散良好,1100℃煅烧所得粉体平均粒径为20nm.
关键词:
氧化铝
,
团聚
,
化学沉淀法
,
纳米粉体
曹红诗
,
陈沙鸥
,
邵渭泉
,
李达
,
孙瑞峰
,
张莎莎
硅酸盐通报
研究了稀土氧化物CeO2、La2O3掺杂对γ-Al2O3烧结行为的影响.结果表明各样品的相变起始温度基本一致,但掺杂样品的相变结束温度和最大相变速率对应温度均较纯样品有所升高(La2O3掺杂样品相变结束温度和最大相变速率对应温度分别升高了48 ℃和27 ℃).同时发现La2O3掺杂样品的最终线收缩率小于CeO2掺杂样品,主要是由于La3+离子半径大于Ce4+,其在晶界处的偏聚浓度高于Ce4+,因此对晶界迁移阻碍作用较大.SEM观察表明,相对于纯样品,掺杂样品颗粒细化,密度降低,这主要归结于掺杂稀土在氧化铝晶界上的偏聚阻碍了烧结过程中的物质迁移.
关键词:
CeO2
,
La2O3
,
γ-Al2O3
,
相变
,
烧结行为
张永成
,
陈沙鸥
,
邵渭泉
,
李达
,
张莎莎
,
曹红诗
硅酸盐通报
采用化学沉淀法制备了不同配比的Al2O3-ZrO2-Y2O3复合粉体.通过X射线衍射研究了热处理过程中各物质之间的反应顺序及复合粉体的物相组成,结果表明升温过程中Y2O3优先与ZrO2反应生成固溶体,温度较高时,剩余Y2O3与Al2O3反应生成钇铝石榴石YAG;不同的制备工艺没有改变各物质之间的固相反应顺序,但影响了复合粉体中各物相的相对含量.
关键词:
化学沉淀法
,
复合粉体
,
固相反应
,
物相
邵渭泉
,
陈沙鸥
,
李达
,
戚凭
,
张永成
,
张莎莎
材料导报
烧结激活能是研究物质烧结机理的重要参量.从实验得到的0.35μm、1μm以及2.5μm 3种粒径的α-Al2O3的恒速升温烧结曲线出发,通过Arrhenius关系拟合计算,发现激活能是一个变化的值.当选取整个温度区间进行拟合计算时,烧结激活能值大致可以分为前后两个阶段,前一阶段的激活能值要高于后一阶段的值;当拟合选取的温度区间较窄时,发现烧结过程中随着温度的升高,烧结激活能值先减小后增加.同时观察到坯体起始粒径越大,样品烧结激活能平均值越高.
关键词:
烧结激活能
,
Arrhenius关系
,
恒速烧结
,
α-Al2O3
邵渭泉
,
陈沙鸥
,
李达
,
曹红诗
,
张永成
,
张莎莎
材料科学与工程学报
通过高温热膨胀仪对微米级α-Al2O3坯体进行两种升温速率(2℃/min和5℃/min)的恒速无压烧结,利用阿基米德法测量烧结体的相对密度,利用扫描电镜观察样品经不同烧结路径烧结后的显微结构;以Hansen全期烧结模型为基础,根据两种升温速率下得到的烧结曲线,建立了微米级α-Al2O3(平均粒径为2.5μm)主烧结曲线;利用主烧结曲线得到的相对密度和阿基米德法测得的烧结体(经过不同烧结制度)相对密度一致,说明主烧结曲线对烧结路径不敏感,烧结体的相对密度仅是时间和温度的函数,从而证明了所建主烧结曲线的有效性.烧结体的显微结构与烧结体密度密切相关,因此主烧结曲线可以用来预测和控制烧结体的显微结构,进而实现对氧化铝陶瓷性能的预测和控制.
关键词:
显微结构
,
主烧结曲线
,
无压烧结
,
α-Al2O3
张永成
,
陈沙鸥
,
栾伟娜
,
邵渭泉
,
李达
,
张莎莎
硅酸盐通报
doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2007.05.012
以Al(NO3)3·9H2O、NH4HCO3为原料,采用化学沉淀法制备了NH4Al(OH)2CO3和AlO(OH)前驱体.通过X射线衍射、透射电镜和热膨胀仪研究发现:由NH4Al(OH)2CO3热处理得到的Al2O3粉体具有较高的结晶温度和α相变温度;其粒径较小,分散良好,具有较好的烧结活性;非晶态、亚稳相和稳定的α相氧化铝的烧结曲线上分别具有不同数量的拐点,亚稳相氧化铝烧结过程中的α相变产生大量的气孔,阻碍了烧结体的致密化.
关键词:
氧化铝
,
碳酸氢铵
,
化学沉淀法
,
纳米粉体
,
烧结
