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复相陶瓷的结构与性能

本论文系统地研究了压电第二相增韧复相陶瓷和复相电介质陶瓷的结构与性能,通过对Sr_2Nb_2O_7/3Y-TZP、Sr_2Nb_2O_7/ZTA、BaTiO_3/8Y-FSZ和Nd_2Ti_2O_7/8Y-FSZ的结构与力学性能,CaTiO_3/LaSrAlO_4的结构与介电性能,以及Sr_2Nb_2O_7/LaAlO_3的结构与力学和介电性能的分析和研究,掌握了上述复相陶瓷的结构与性能的关系,得到如下重要结论。在3Y-TZP(3mol%yttria doped tetragonal zirconia polycrystal)陶瓷基体中引入Sr_2Nb_2O_7压电第二相,压电第二相能与基体稳定共存,而且它能影响3Y-TZP中的可相变四方氧化锆相的含量,综合压电第二相增韧和相变增韧的效果,在x=0.5mol%、烧结条件为1500℃/6h处,复相陶瓷的断裂韧性高达13.7MPa·m~(1/2),它是基体材料的2倍。同时,压电第二相  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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AIN/BN复相陶瓷的SPS制备、显微结构与性能调整

高导热、可加工AlN/BN复相陶瓷是一种极具应用前景的新型复合材料,可作为微电子领域、微波传输设备以及高温腐蚀环境中应用的理想材料。然而,AlN、BN同属共价键化合物,熔点高、自扩散系数小;在Al-B-N系统中,AlN和BN具有不同的晶体结构和价电子结构,在平衡条件下不能形成固溶体;同时,在烧结过程中,h-BN片状晶体的生长会形成卡片房式结构,阻碍材料的烧结收缩和致密。这些因素使AlN/BN陶瓷的完全致密化成为一个技术难题,并影响材料性能的发挥。放电等离子烧结(SPS)技术是一种远离平衡状态的材料制备方法,它生产效率高,制备的材料结构致密、精细,并且可以实现材料的相组成与结构的调控。论文研究了AlN陶瓷、AlN/BN复相陶瓷的致密化过程和机理,探讨了烧结助剂对AlN陶瓷显微结构和热导率的影响。重点研究了SPS烧结AlN/BN复相陶瓷的显微结构、导热性能和可加工性,利用粉末合成和晶界相纯化工艺控制和调整AlN/BN复相陶瓷结构和性...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国海洋大学
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铌钛酸盐体系微波介质陶瓷的制备与性能研究

微波介质陶瓷作为微波谐振器和滤波器的关键材料,在微波通讯技术中有着广泛的用途。本文从材料组成、制备工艺、材料内部晶体微观结构与微波介电性能的角度出发,采用传统固相法制备微波介质陶瓷,并对陶瓷进行XRD、SEM分析,并研究了陶瓷密度、微观结构对介电性能的影响,论文的主要内容包括:首先,采用传统固相法制备了ZnNb_2O_6陶瓷,通过XRD、SEM、密度以及微波性能的测试,分别研究了预烧温度、烧结温度以及过量的ZnO的添加对ZnNb_2O_6陶瓷的相结构和微波性能的影响,预烧温度为800℃时,得到了单一的ZnNb_2O_6相,烧结温度为1150℃时,得到最佳微波性能( r = 24.47,Q~*f = 27195GHz,τ_f =-84.89ppm/℃),通过添加过量的ZnO来弥补ZnO挥发对ZnNb_2O_6陶瓷结构和性能的影响,当添加1%过量的ZnO时,得到最佳微波性能(ε_r = 24.02,Q~*f = 32394GHz,τ...  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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用于太阳能热发电吸热器的MgAl_2O_4-Si_3N_4复相陶瓷的研究

开发和利用包括太阳能在内的可再生能源是解决能源危机和环境污染问题的重要途径。作为塔式太阳能热发的核心,吸热体材料的性能直接影响系统工作效率。然而,目前使用的吸热体材料存在种类单一、高温抗热冲击性能和抗氧化性能差、太阳光吸收率低等不足,严重制约了系统工作温度和热发电效率。本文创新地采用原位合成法和多粉体分层埋粉无压烧结技术制备了性能优异的MgAl_2O_4结合Si_3N_4复相陶瓷吸热体材料。研究了材料组成、制备工艺、结构与性能之间的关系以及材料的合成机理。探讨了Sm_2O_3、TiO_2及二者复合对材料结构和性能的影响规律及其在烧成过程中的作用机制。揭示了提高材料物理性能、抗热震性能、抗氧化性能和太阳光吸收率的途径和机理。利用ANSYS Workbench软件研究了吸热体的几何特性对空气介质在吸热体中的温度场分布和出口温度的影响,获得了影响规律。主要研究成果如下:(1)利用煅烧铝矾土、滑石、α-Al_2O_3和MgO等原料组合制...  (本文共200页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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刚玉—莫来石复相陶瓷窑具的使用过程数学模拟、纳米改性及其设计与制备

随着我国电子陶瓷及元器件产业的快速发展,推板窑因具有操作方便、温差小等优点,已成为功能材料及元器件的主要烧成设备而备受生产企业重视。目前我国普通陶瓷烧成用推板制造技术取得了长足进步,但电子陶瓷烧成用高温推板与国外相比仍有较大差距。随着功能陶瓷材料及器件烧结工艺及装备的不断改进,传统的粘土质、高铝质、氮化硅结合碳化硅质等推板已无法满足使用要求,要求推板具备高耐反应性、高强低重、使用寿命长等性能。以刚玉和莫来石为主要材质的刚玉—莫来石复相陶瓷材料及制品,兼有两种材质的优良特性,具有抗热震性能优异、耐高温性能良好和化学稳定性优越等特点,被用作高温推板、精细陶瓷在许多行业得到广泛应用,已成为高性能陶瓷及耐火材料研究热点之一。目前,刚玉—莫来石复相陶瓷推板的研究主要集中在原料配方、粒度级配、成型及烧成工艺等,很少从高温推板的使用过程出发,对复相陶瓷的组成、性能及结构进行协同设计、优化及制备,导致复相陶瓷材料及推板制品的综合性能不理想,产品...  (本文共170页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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太阳能热发电输热管道用堇青石—莫来石—刚玉复相陶瓷材料的研究

太阳能热发电是解决当前能源危机的重要途径,如何提高热发电效率已成国内外研究和应用的热点。作为太阳能热发电装置中关键的输热管道在太阳能热发电站中起着传输热能的重要作用,其传热效率直接影响太阳能热发电效率。为满足第三代塔式太阳能热发电装置(以高温空气为工质)的需求,本文以α-Al_2O_3、合成莫来石、苏州土、滑石和工业氧化铝为原料,采用无压烧结法制备了用于太阳能热发电输热管道的堇青石-莫来石-刚玉复相陶瓷材料,可完全取代第1、第2代太阳能热发电站用的耐高温性能差、不耐腐蚀的金属合金管道。利用TG-DSC、XRD、SEM、FE-SEM和TEM等现代测试技术研究了复相陶瓷配方组成、制备工艺、结构与性能的关系,研究了复相陶瓷的抗热震和致密化机理;揭示了稀土氧化物Sm_2O_3改善复相陶瓷高温性能和热学性能的作用机制。采用Ansys Workbench软件对不同管道结构的陶瓷管道传热过程中的温度场、压力场和流速场进行了模拟,确定了最佳管道...  (本文共232页) 本文目录 | 阅读全文>>