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热处理温度对非晶晶化法制备ZrO2-Mullite纳米复相陶瓷结构与力学性能的影响

谭小平 , 梁叔全 , 张勇 , 钟杰

稀有金属材料与工程

采用非晶原位晶化法从Si-Al-Zr-O(SAZ)系非晶中制备ZrO2-mullite纳米复相陶瓷.用XRD、IR和SEM技术对前驱体非晶以及晶化后试样进行表征,并着重研究热处理温度对ZrO2-mullite纳米复相陶瓷结构与力学性能的影响.结果表明,前驱体SAZ非晶经960℃热处理开始析出t-ZrO2晶体,1000℃时莫来石晶相形成.试样经低温950~1000℃和高温1100~1250℃梯度热处理后,t-ZrO2、mullite成为主晶相,同时生成c-SiO2.其中低温阶段的核化温度对陶瓷试样的显微结构和断裂韧性产生重大影响.当核化温度由950升至1000℃时,纳米颗粒明显增大,断裂韧性急剧下降;而高温阶段的晶化温度对力学性能影响相对较小.随着晶化温度的升高,试样的断裂韧性和抗弯强度均先略有增加随后下降.试样经950℃核化、1150℃晶化后取得最佳力学性能:断裂韧性5.13 MPa·m1/2和抗弯强度521 MPa.

关键词: SAZ系非晶 , 热处理温度 , 结构 , 性能

非晶晶化法制备高性能ZTM微纳米复相陶瓷

梁叔全 , 钟杰 , 谭小平 , 唐艳 , 张勇 , 潘安强

稀有金属材料与工程

采用非晶晶化法制备了Si-Al-Zr-O系氧化锆增韧莫来石(ZTM)微纳米复相陶瓷.分析了不同热处理温度和氧化锆含量对材料微观结构及其力学性能的影响.锆含量为15%(质量分数)的样品在1150℃热处理后能得到较好的力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别达到了5.13 MPa·m1/2,520 MPa.比用传统方法制各的ZTM陶瓷性能提高约40%.

关键词: ZTM , 增韧 , Si-Al-Zr-O , 晶化

Si-Al-Zr-O系非晶晶化过程研究

谭小平 , 梁叔全 , 张勇 , 唐艳 , 钟杰

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.01233

借助DSC、XRD、SEM和TEM等技术探讨了Si-Al-Zr-O(SAZ)系非晶的原位受控晶化过程. 结果表明, SAZ系非晶在900℃左右存在分相, 形成富Si区和富Zr、Al区. 在920~950℃间, 开始成核析出初晶相四方氧化锆, 并从富Al区形成Al-Si尖晶石相. 当温度升高至1000℃时, 莫来石晶相开始生成. 温度进一步升高, Al-Si尖晶石相消失, 四方氧化锆、莫来石成为主晶相, 同时生成了方石英. 其中, 莫来石是通过过渡相Al-Si 尖晶石与非晶二氧化硅反应得到.

关键词: SAZ系非晶 , phase development , microstructure change

锂离子电池纳米钒基正极材料的研究进展

梁叔全 , 潘安强 , 刘军 , 钟杰 , 陈涛 , 周江

中国有色金属学报

锂离子电池因为其较高的能量密度、优良的循环性能及较强的荷电保持能力被广泛应用于便捷式电子器件中.同时作为混合动力汽车(Hv)和电动汽车(Ev)潜在的电源设备也被广泛地研究,但是,目前其电化学性能还不能完全满足高能量密度、大功率的要求.主要是因为商品化和即将进入开发性研究的正极材料大多是嵌锂过渡金属氧化物,这些正极材料存在致命的本征制约——较低的比容量.钒基正极材料,如V2O5、LiV3O8和Li3V2(PO4)3等,由于可以嵌入多个Li+离子,从而具有较高的理论比容量,但受材料微结构的影响,这类材料的实际比容量远低于理论值.材料微结构纳米化,可以形成独特形貌,获得高比表面积,缩短Li+离子的扩散距离,使这类材料的实际比容量接近理论值,从而有可能在能量的高效率储存中扮演十分重要的角色.本文作者重点综述钒基正极材料的主要晶体结构特点和相关纳米材料合成方法、结构表征及其对应电化学性能的研究进展.

关键词: 纳米材料 , 锂离子电池 , V2O5 , LiV3O8 , Li3V2(PO4)3 , 电化学性能

功能梯度硬质合金与金属陶瓷制备技术的研究进展

钟杰 , 郑勇 , 严永林 , 庞旭明

机械工程材料

硬质合金与金属陶瓷的功能梯度化是现代切削加工材料的一个重要发展方向.介绍了制备功能梯度硬质合金与金属陶瓷的若干工艺,阐述了其制备原理,概述了国内外研发与应用现状,提出了目前所需要解决的关键问题.

关键词: 硬质舍金 , 金属陶瓷 , 功能梯度材料 , 制备技术

Si-Al-Zr-O系非晶晶化过程研究

谭小平 , 梁叔全 , 张勇 , 唐艳 , 钟杰

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.06.044

借助DSC、XRD、SEM和TEM等技术探讨了Si-Al-Zr-O(SAZ)系非晶的原位受控晶化过程.结果表明,SAZ系非晶在900℃左右存在分相,形成富Si区和富Zr、Al区.在920~950 ℃间,开始成核析出初晶相四方氧化锆,并从富Al区形成Al-Si尖晶石相.当温度升高至1000℃时,莫来石晶相开始生成.温度进一步升高,Al-Si尖晶石相消失,四方氧化锆、莫来石成为主晶相,同时生成了方石英.其中,莫来石是通过过渡相Al-Si尖晶石与非晶二氧化硅反应得到.

关键词: SAZ系非晶 , 相演变 , 显微结构变化

石墨粉对低锌含量水性环氧富锌漆阴极保护性能的影响

赵振涌 , 陈玲 , 钟杰

电镀与涂饰

配制了颜料体积浓度(PVC)与临界颜料体积浓度(CPVC)之比为0.9的低锌含量水性环氧富锌漆,加入占锌粉质量1%、2%和3%的石墨粉,研究了石墨粉对水性环氧富锌涂层阴极保护性能的影响.涂层的阴极保护性能评价采用传统的开路电位(OCP)测试法与自行开发设计的恒电流溶解法.OCP测试结果表明,添加石墨后的涂层有更长的阴极保护时间,石墨粉添加量越大,阴极保护时间越长.恒电流溶解法测试结果表明,加入石墨粉之后涂层的活性溶解时间变长,石墨粉添加量越高,活性溶解时间越长.导电胶和涂层电极在3.5% NaCl溶液中的电化学阻抗谱测试结果表明,随着石墨粉含量的增加,涂层阻抗降低,阴极保护作用增强.

关键词: 水性环氧富锌漆 , 防腐 , 石墨粉 , 开路电位 , 恒电流溶解 , 电化学阻抗谱

功能梯度Ti(C,N)基金属陶瓷制备技术

钟杰 , 郑勇 , 张一欣

复合材料学报

通过真空液相烧结制备出Ti(C,N)基金属陶瓷基体,并对基体表面进行双辉等离子渗碳处理.运用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)等分析手段对渗碳前后材料的显微组织形貌、成分分布以及物相组成进行分析.结果表明,双辉等离子渗碳后金属陶瓷表面富Ti、Mo、W、C、N元素,贫Ni.渗碳过程中表层高的碳活度驱使内部的Ti、Mo、W元素向外迁移,从而迫使Ni向内迁移.渗碳后,材料表层富硬质相,近表层富粘结相.渗碳处理使试样表层硬度得到提高,对横向断裂强度影响不大.

关键词: Ti(C,N)基金属陶瓷 , 双辉等离子渗碳 , 显微组织 , 梯度分布 , 形成机制

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