段晴晴[1]（2021）在《纳米氧化锆的制备及应用于纳米陶瓷的性能研究》文中进行了进一步梳理氧化锆具有热膨胀系数大、导热系数小、抗氧化性强、耐高温、耐腐蚀等优异性能,在纳米陶瓷材料中得到广泛应用。氧化锆有单斜晶相、四方晶相、立方晶相三种结构,随温度变化,三种晶相之间形成了一个可逆的相转变过程,在相变过程中伴随着很大的剪切应变和体积变化,也有利于提高纳米氧化锆陶瓷的强度与韧性。纳米氧化锆陶瓷的制备主要有纳米氧化锆粉体原料的制备,加压成型,高温烧结三个部分。其中,原料的制备极其重要,制备性能优异纳米氧化锆陶瓷需要粒径小、分布窄、形貌好、分布均匀的纳米氧化锆粉体。本文采用液相沉淀法以氧氯化锆、氧化钇、硝酸铝为原料,氢氧化钠为沉淀剂制备了纳米氧化锆粉体,致力于解决传统沉淀法中制备氧化锆粉体粒径大,团聚严重、纯度不高等问题。本文首先在搅拌反应器中进行了纳米氧化锆粉体的制备研究,结果表明,随着氢氧化钠浓度,Al3+含量,陈化时间的增加,氧化锆粉体的粒径呈现先减小后增大的趋势;随着p H值的增大,氧化锆粉体的粒径呈现先增大后减小的趋势。随着氢氧化钠浓度,陈化时间的增加,粒径分布先变窄后变宽;随着Al3+含量,p H值的增加,粒径分布由宽变窄。适宜的工艺条件为:反应原料氧氯化锆浓度为0.2 mol/L,Y3+和Al3+的加入量是氧氯化锆质量的3%,反应原料Na OH浓度为0.4 mol/L,加入分散剂PEG400用量为氢氧化钠质量的2%,反应温度为60℃,反应终点p H=9,陈化时间60 min,煅烧温度500℃,煅烧时间4 h。使用最优条件制备出的粉体,粒径分布在14-34 nm之间,平均粒径为23nm,最小为14 nm。利用撞击流-旋转填料床（IS-RPB）反应器制备纳米氧化锆粉体时,考察了不同进料速度、转速对氧化锆粉体粒径和形貌等的影响规律,发现随着进料速度和转速的增加,纳米氧化锆粉体的粒径呈减小的趋势,最佳反应条件为进料速度60 L/h,转速为1000r/min。与搅拌反应器制备的纳米氧化锆粉体相比,IS-RPB反应器制备出的氧化锆也以四方相存在,但其氧化锆纳米粉体颗粒粒径更小,最小为8 nm,粒径分布更均匀,在8-28 nm的范围,且没有明显团聚,表明IS-RPB反应器的微观混合效果更好,在使用相同质量的原料时,能形成更多的小晶核,氧化锆颗粒粒径更小。另外对氧化锆粉体的前驱体进行了TG-DSC测定,计算出样品的活化能Ea=261.67 k J/mol。采用IS-RPB制备出的氧化锆纳米粉体制备了简单的纳米氧化锆陶瓷,并对比了使用搅拌反应器制备的粉体制备的纳米氧化锆陶瓷,发现使用IS-RPB制备的纳米粉体制备出的纳米氧化锆陶瓷体积密度、收缩率高,气孔率更小,陶瓷性能得到提高。同时通过实验考察不同的聚乙烯醇浓度、成型压力、烧结温度、氧化铝含量对纳米氧化锆陶瓷相对密度、收缩率、气孔率等性能的影响,发现随着聚乙烯醇浓度的增加陶瓷的体积密度,气孔率和收缩率整体呈现增加的趋势;随着压力和烧结温度的增加纳米氧化锆陶瓷的体积密度和收缩率增大,气孔率减小。
武华君[2]（2020）在《稀土光功能陶瓷的制备及其光学性质研究》文中研究指明稀土光功能陶瓷具有理化性质稳定、热导率高、抗激光辐照等优势,常用于固体激光器的激光增益介质和激光照明用荧光材料。2.0μm波段激光在生物医疗、有机材料加工、光电对抗、35μm中红外激光泵浦源等领域都有广泛的应用。Tm:（Lu Sc）2O3混晶透明陶瓷可以被商用的808 nm半导体激光器（LD）泵浦,产生2.0μm的激光,成为国内外的研究热点。已报道的Tm:（Lu Sc）2O3透明陶瓷主要是采用固相反应法制备,激光效率偏低。固相法制得的陶瓷粉体形貌难以控制,烧结活性低,需要大量的烧结助剂以促进陶瓷的致密化,此外固相反应需要长时间的高速球磨,将不可避免的引入球磨杂质,烧结助剂和球磨杂质将在陶瓷中引入大量的缺陷,严重影响透明陶瓷的激光性能。所以我们采用化学共沉淀法制备Tm:(Lu0.8Sc0.2)2O3透明陶瓷,但在粉体的制备过程中,粉体的相纯度、形状、均匀性、分散性难以控制,制备工艺对粉体形貌的影响规律还不明确。坯体的成型方式决定了坯体内部的微观结构,高密度的均匀坯体可以促进陶瓷的致密化,降低陶瓷的烧结温度,避免晶粒的异常长大,但纳米粉体的颗粒尺寸小,且纳米粉体流动性差有自发团簇的趋势,通过常用的干压法难以获得高致密高均匀的陶瓷坯体。稀土光功能陶瓷的另一个重要应用是激光照明用荧光转化材料。激光照明具有高亮度、高功率激发密度、体积小、高能效的优势,以半导体LD为基础的白光激光照明有望成为新一代的绿色照明光源。通过蓝光LD激发远程荧光体的方法得到白光,具有成本低、结构简单等优势,是当前激光照明采用的主流技术。荧光体是该技术的核心器件,其主要作用是将蓝色激光转换成白光,其性能直接决定了激光照明的效率、显色指数、寿命以及光斑均匀性。现有的无机远程荧光体的制备过程都需要高温处理,而高温会导致最常用的红色氮化物荧光粉的降解和荧光性能的衰退,所以现有的无机远程荧光体的光谱中普遍缺乏红光成分,导致激光照明的显色指数偏低（60）,不能满足激光照明的需求。我们系统研究了粉体滴定方式、沉淀剂类型、反应温度、盐溶液浓度、（NH4）2SO4的含量、乙醇分散剂、前驱体焙烧温度对粉体形貌的影响,获得了纯相、均匀、高分散性、高烧结活性的纳米陶瓷粉体。通过选择正向滴定法,获得Lu3+、Sc3+元素均匀分布的前驱体,便于低温获得纯相粉体;通过选择碳酸氢氨作为沉淀剂,反应体系温度保持在室温,获得球形颗粒状的前驱体;通过进一步优化盐溶液的浓度,并创新地在沉淀液中引入乙醇作为分散剂和溶剂,发现添加乙醇溶剂可以防止非架桥羟基与颗粒表面以氢键相连,同时具有一定位阻效应,实现抑制前驱体的团聚,起到良好分散作用。通过优化后醇水共溶的共沉淀法,在焙烧后获得纯相、高分散的球形纳米粉体,颗粒粒径分布在25500 nm,平均粒径是90 nm。通过优化凝胶注模用陶瓷浆料的制备工艺,获得高密度（相对密度是52%）、内部均匀、高烧活性的陶瓷坯体。通过优化烧结助剂的含量,在烧结后制备出高质量的Tm:(Lu0.8Sc0.2)2O3透明陶瓷,陶瓷的相对密度达99.96%,内部几乎没有气孔,晶粒尺寸均匀分布在25μm,平均粒径是3.2μm,陶瓷在2090 nm处的透过率为80.3%。利用制备出的透明陶瓷作为激光增益介质,在796 nm的半导体LD泵浦下,在2090 nm处实现1.88 W的激光输出,斜率是24.6%。本论文创新地利用SiO2溶胶作为无机粘结剂,在高热导率的蓝宝石衬底上,低温制备出可用于激光照明的荧光陶瓷膜。以绿色Lu AG:Ce（Lu AG）荧光粉和Ca Al Si N3:Eu（CASN）红色荧光粉为原料,制备出高显色的Lu AG/CASN复合荧光陶瓷膜,荧光陶瓷膜的发射光谱的半高宽180 nm,光谱中绿光、黄光、红光成分均衡分布。荧光陶瓷膜可以承受高功率密度的蓝光LD辐照（12.9W/mm2）,具有良好的热稳定性（200℃时荧光强度是室温下的89.1%）。将荧光陶瓷膜用于激光照明,产生511 lm的白光,光效是152 lm/W,光源的显色指数提高到85,色温是4277 K。这种荧光陶瓷膜制备方法简单、热稳定好、荧光效率高,可用于实现高显色激光照明。
梁彩云[3]（2020）在《多孔碳化硅基材料的制备与吸波性能研究》文中指出随着雷达探测系统、精确制导技术的迅猛发展与应用,大型航空飞行器或装备系统在使用时面临极大的威胁。吸波材料可以有效降低目标的可探测信号,对提高目标的生存与防御能力具有重要意义。传统磁性吸波材料具有密度大、有效吸波频带窄、耐温和耐腐蚀性差的问题,无法满足装备在苛刻条件下长期服役的要求。针对上述问题,本文探究了具有不同微观多孔形貌和孔隙率可调的多孔SiC基材料的可控制备方法,分析了多孔SiC基材料的形成过程,研究了多孔形貌、材料组成、多孔结构对材料电磁参数和吸波性能的影响,为多孔SiC基吸波材料的应用提供了实验与理论依据。以廉价、孔壁薄、孔道结构发达的生物质茄子为前驱体,通过冷冻干燥、高温碳化和碳热还原步骤制备了生物质衍生SiC基气凝胶。所制备的生物质衍生SiC基气凝胶具有生物质茄子三维连通多孔结构的形貌特点,密度在0.050-0.076 g/cm3之间。在1500℃下制备的生物质衍生SiC基气凝胶具有SiC纳米线填充三维连通多孔SiC结构的独特形貌。从反应热力学和动力学的角度分析了SiC孔壁和SiC纳米线的形成过程。生物质衍生SiC基气凝胶在较低的密度下具有良好的抗压性能,最大抗压强度为2.12 MPa,是其生物质衍生多孔碳模板材料的50倍。系统地研究了制备工艺、多孔结构、微观形貌对电磁波传播和衰减的影响规律。当制备温度为1500℃,样品厚度为2.0 mm时,生物质衍生SiC基气凝胶的最小反射损失在13.0 GHz的频率下达到了-43 dB,小于-10 dB的有效吸波频段宽度为4.0 GHz。为了获得具有弹性的多孔SiC材料,以具有丰富开孔结构和优异弹性的碳纤维毡为模板,通过碳热还原反应制备了尺寸可调、易于放大、可压缩的弹性多孔SiC基毡。该弹性多孔SiC基毡很好地保留了碳纤维毡的纤维状形貌,样品密度在0.079-0.17 g/cm3之间。当反应温度为1500℃时,在弹性多孔SiC基毡的纤维孔隙间生成了大量的SiC纳米线,形成了SiC纳米线和SiC纤维相互交织的多级网络结构。分析了SiC纤维和SiC纳米线的形成过程。由于独特的多级结构特征,弹性多孔SiC基毡具有较好的弹性,当压缩应变为20%时,弹性多孔SiC基毡在卸载压力后可以完全恢复。研究了反应条件、组织结构和多孔形貌对弹性多孔SiC基毡吸波性能与压缩性能的影响,并探究了高温条件对弹性SiC基毡电磁参数和吸波性能的影响规律。在常温条件下,当厚度为2.8mm时,弹性多孔SiC基毡的最小反射损失值为-60 dB。当测试温度升高至600℃时,弹性多孔SiC基毡仍具有优异的高温吸波性能,最小反射损失值为-14 dB,有效吸收频段宽度为3.9 GHz。为了避免传统介电-磁性复合材料的高温氧化问题,以碳纳米管为碳源、醋酸钴为钴源,采用固相烧结法制备了Co元素掺杂的SiC纳米线。研究发现,当Co元素掺杂到SiC的晶格中之后,即便在高温环境中也能保持稳定。结合DFT理论计算,研究了缺陷结构、电子结构、磁性能对基元粉体材料电磁参数和吸波性能的影响。筛选出最佳的Co掺杂SiC纳米线粉体基元材料,通过造孔法制备了孔隙率在44.2%-65.6%之间的多孔SiC基纳米陶瓷。多孔SiC基纳米陶瓷材料具有优异的抗压性能,最大抗压强度在9.2 MPa-15.4 MPa之间。分析了材料组成和孔隙率对多孔SiC基纳米陶瓷吸波性能的影响。通过调控材料的孔隙率可以改变材料的有效介电常数,提高阻抗匹配条件。磁性Co元素的掺杂有利于提高基元材料的介电损耗和磁损耗,进而增强多孔SiC基纳米陶瓷的电磁波吸收性能。孔隙率为53.6%的多孔SiC基纳米陶瓷具有优异的吸波性能,当厚度为1.27 mm时,在11.9 GHz频率下的最小反射损失为-45 dB,有效吸收频段宽度为2.1 GHz。
沈沅樽[4]（2020）在《三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料热膨胀特性与力学性能研究》文中认为陶瓷复合材料由陶瓷材料和其他材料组合而成,可以保持不同材料性能的优点,提高单一组成材料的综合性能。陶瓷具有耐高温、高强度和刚度、质量轻、抗腐蚀等优异性能,同时也具有高脆性、易断裂等缺点,而石墨烯具有优良的力学性能和热学性能,可弥补陶瓷材料力学性能的不足。石墨烯陶瓷复合材料可广泛应用于航空航天、土工建筑、电子通信等领域,应用前景广阔。目前,石墨烯陶瓷复合材料存在成型效果不佳、制备工艺复杂、力学性能不理想等问题,限制了该类材料的进一步应用。本文基于水热合成法,利用三维石墨烯气凝胶为基底,开展了对纳米陶瓷复合材料的可控制备以及力学和热膨胀性能的研究,具体研究内容包括以下三个方面:（1）基于水热合成法,通过调整复合材料制备工艺参数,实现对三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的可控制备,通过微观表征分析制备参数对复合材料微观形貌影响。实验结果表明,钨酸锆（ZrW2O8）前驱体溶液浓度和盐酸（HCl）溶液浓度影响复合材料微观陶瓷层的生长厚度,并在不同HCl溶液浓度下会使晶体生长为颗粒状、棍棒状和针絮状。（2）通过力学性能和热膨胀性能测试,探索制备工艺参数对复合材料宏观性能的影响,实现利用制备参数来调控复合材料的力学性能以及热膨胀性能。根据实验数据可知,样品最大压应力与弹性恢复力以及热膨胀系数均与ZrW2O8前驱体溶液浓度和HCl溶液浓度有关。在力学方面,在一定制备参数和压应变下出现了负泊松现象;逐级循环加载实验中,通过参数控制可实现在90%应变下所能承受的最大压应力为167.9kPa,且在该应变下回弹程度接近100%的超弹性,极大增强原有材料的力学性能。在热学方面,300-375K的温度范围内,复合材料负热膨胀系数可达-15×10-6K-1,小于石墨烯气凝胶和ZrW2O8的热膨胀系数值;通过调控参数成功制备出可调控热膨胀系数的材料,可在某一温度段内发生负热、正热和零热膨胀现象。（3）利用ANSYS软件建立三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料简化模型,并进行热膨胀响应模拟和数据统计。通过数值模拟分析,研究了材料层厚度、ZrW2O8层覆盖率以及单层石墨烯与ZrW2O8之间相互作用力γ的取值对复合材料的影响,证明了通过制备参数控制ZrW2O8层厚度以及分布状况来控制纳米陶瓷复合材料热膨胀系数的可能性,同时也证明在375K时,结构在各项系数取值共同影响下,结构体的热膨胀系数会由负转正。
温绍飞[5]（2020）在《玻璃晶化法制备透明陶瓷和光纤的研究》文中提出随着激光技术的迅速发展,人们对无机透明材料的要求越来越高。透明陶瓷因其优异的光学性能和力学性能受到了广泛关注,尽管近几年来陶瓷制备技术取得了实质性进展,但在温和条件下制备透明陶瓷仍然是一个长期的挑战。本文主要围绕玻璃体系的析晶过程控制展开研究,通过玻璃晶化法制备透明陶瓷,基于玻璃态-晶态的转变,获得高结晶度的透明陶瓷,并对获得的材料相关机械性能和光学性能进行了研究,主要研究成果如下:1.以TeO2-Bi2O3-Nb2O5体系为研究对象,研究了Bi/Nb在网络结构中起到的作用以及对玻璃析晶过程的影响。结果表明,随着Bi2O5取代Nb2O5含量增加,Bi的引入可以降低玻璃的稳定性,提高玻璃的析晶趋势;Bi作为原子半径较大的重金属元素,引入结构中可能产生很强的空间位阻效应,从而导致晶体生长缓慢。基于此,对Te O2-Bi2O3-Nb2O5基质玻璃的形核与生长速率进行调整,在提高其形核速率的同时抑制晶体长大,有效地将玻璃结晶后的晶体尺寸从～15μm降低至～20 nm,并获得了透明纳米陶瓷。所制备材料在以下几方面具有突出特性:首先,透明纳米陶瓷较玻璃材料相比,机械性能得到了明显提高。其次,所选取体系富含重金属离子,非线性系数高和声子能量低,因此透明纳米陶瓷具有优异的光限幅性能和中红外发光特性。2.以BaO-Al2O3-LaF3-Si O2体系为基础,研究多组分体系化学组成与微观结构的关联。研究结果表明,氟化物与氧化物网络结构具有不混熔的特点,在Ba O-Al2O3-LaF3-Si O2体系中,容易同时形成氟化物晶相与氧化物晶相;由于氟化物断键、质子迁移、结构弛豫所需要的能量更低,因此LaF3倾向在玻璃网络结构优先析出;氟化物与氧化物之间的界面存在的的[AlOxFy]多面体结构会进一步阻止LaF3的长大,同时氧化物晶相（BaAl2Si2O8）开始析出并长大,逐渐将LaF3纳米相包裹在里面,最终获得由LaF3与BaAl2Si2O8两种晶相组成的多尺度多相透明陶瓷。对该体系的光谱性能进行了研究,研究发现,LaF3与BaAl2Si2O8组成的多尺度致密结构可以有效地提高发光离子Eu的发光性能。3.研究通过玻璃光纤晶化法制备透明陶瓷光纤。首先将母体玻璃制备成光纤,然后通过对析晶行为（热处理时间和温度）的调控,在常压条件下进行结晶热处理,最终获得透明纳米陶瓷光纤与多相透明陶瓷光纤。对所制备的透明陶瓷光纤进行了相关结构、导光以及发光性能表征。结果表明,最终制备成的透明陶瓷光纤拥有与块体陶瓷相同的微结构,同时也具备良好的光学透过性、导光与发光性能。
刘婷[6]（2019）在《聚丙烯酰胺凝胶法制备氧化锆纳米陶瓷粉体及其性能的研究》文中提出氧化锆因其具有优异的物理化学性能而被广泛应用于热障涂层、固体氧化物燃料电池、催化剂和致密陶瓷等领域。但是,在氧化锆陶瓷的烧结过程中,氧化锆晶型转变引起的剪切应变和体积效应会使材料开裂。另外,在烧结过程中,随着温度升高,粉体易发生团聚导致晶粒很难均匀长大,严重影响了氧化锆的广泛应用。因此,制备出团聚程度小、颗粒细小、粒径分布较窄且相结构稳定的四方相氧化锆（T-ZrO2）粉体对于氧化锆材料的应用至关重要。本文以无机锆盐为主要原料,采用聚丙烯酰胺凝胶法制备氧化锆纳米陶瓷粉体,将制得的氧化锆粉体进行干压成型和无压烧结,制备出相结构稳定、无裂纹的YSZ陶瓷。系统研究了无机锆盐种类和浓度对氧化锆纳米粉体制备工艺和性能的影响,得出氧化锆纳米陶瓷粉体制备的最佳工艺条件,并在此基础上进行氧化钇的掺杂研究。借助热重-差热同步分析仪（TG-DSC）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米粒度分析仪和老化试验等分析测试手段对氧化锆凝胶的热分解过程和氧化锆粉体及氧化锆陶瓷的物相组成、微观形貌、粒度分布以及抗老化性能进行分析和表征。研究取得的主要结论如下:无机锆盐种类影响氧化锆凝胶的热分解完全温度,以硝酸氧锆、硫酸锆和氧氯化锆为原料制备的氧化锆凝胶的热分解完全温度分别为530℃、573℃和552℃。氧化锆的晶化温度依据锆盐种类存在差异,晶化温度由高到低的次序为:硝酸氧锆>硫酸锆>氧氯化锆。氧化锆在加热过程中的相转变过程相似,均是由无定型氧化锆转变为四方相氧化锆（T-ZrO2）,并在900℃时完全转变为单斜相氧化锆（M-ZrO2）。其中,以氧氯化锆为锆盐制得的氧化锆粉体近似呈球形,粉体粒径分布较窄,团聚程度最小。选取氧氯化锆为无机锆盐,随着氧氯化锆浓度的增加,氧化锆凝胶的热分解完全温度逐渐升高,氧化锆的相转变温度也逐渐升高,粉体的团聚程度逐渐增大,颗粒的粒度分布范围变宽,分散性变差。当氧氯化锆的浓度为0.1 mol/L时,氧化锆凝胶的热分解完全温度最低,为515℃;相转变温度也最低,在500℃时开始向单斜相氧化锆（M-ZrO2）转变。氧化锆粉体的平均粒径约为90 nm,粒度分布范围最窄,团聚程度最小且分散性最好。选取浓度为0.1 mol/L的氧氯化锆为锆盐,硝酸钇为掺杂剂制备氧化锆纳米陶瓷粉体。钇元素的掺杂使氧化锆凝胶的热分解完全温度由515℃升高至578℃,凝胶经不同温度煅烧后可得到粒度在16.9435.91 nm范围内的四方相氧化锆（T-ZrO2）粉体。粉体经干压成型和无压烧结后制得YSZ陶瓷试样,随着烧结温度的升高,试样的相对密度和硬度值逐渐增大,同一烧结温度下,凝胶的煅烧温度越低试样的相对密度越大。当烧结温度为1550℃时,凝胶的煅烧温度越低,YSZ陶瓷抗老化性越好,表面越致密。以氧氯化锆和硝酸钇为原料制备YSZ陶瓷的优选技术方案为:采用聚丙烯酰胺凝胶法制备YSZ纳米陶瓷粉体,氧氯化锆的浓度为0.1 mol/L,氧化钇的掺杂量为3 mol%,氧化锆凝胶的煅烧温度为600℃,素坯的烧结温度为1550℃。此条件下制得的YSZ陶瓷相对密度为96.64%,硬度为11.135 GPa,且试样抗老化性能较好,结构相对致密,无明显裂纹。
朱胜[7]（2019）在《催化剂—二氧化锡复合纳米陶瓷室温气敏性能与机理研究》文中进行了进一步梳理气体传感器作为一种重要的气体检测装置,被广泛地使用在工业生产和日常生活的各个领域。例如氢能越来越多地应用在燃料电池和氢能源汽车中。缺乏对氢气有效的检测手段容易发生泄漏而引发火警或爆炸等安全事故。或者是在日常生活中容易产生的一氧化碳,会对人们的生命造成威胁。随着一些气体越来越广泛地进入普通人们的日常生活或者应用于工业生产中,其安全隐患势必面临更加严峻的形势,因此开发安全可靠、廉价实用、灵敏度高的气体传感器具有十分重要的意义。二氧化锡等金属氧化物半导体是重要的气体敏感材料,但市场上二氧化锡多孔厚膜气体传感器存在一个明显的缺陷,即需要很高的工作温度,一方面增加了它们的工作能耗,另一方面也造成了其他还原性气体的交叉响应,减少了传感器的服役时间,因此使其应用范围受到严重限制。由低维纳米结构的氧化物半导体制造的室温气体传感器已经在实验室出现,但是它们也存在一些固有缺点使其迄今仍难以走向应用。本文采用了催化剂–氧化物半导体复合的形式,制备出多种催化剂–二氧化锡复合陶瓷,它们在室温下对于氢气、一氧化碳具有显着响应,这些块体复合陶瓷表现出极大的应用前景,例如机械强度高,制备一致性好,工艺简单,成本低,响应灵敏等。本研究通过大量实验,筛选出那些在室温下对目标气体具有明显响应的体系,对若干综合性能优良的复合多孔陶瓷的室温气敏性能进行全面的表征,包括抗湿能力、时间稳定性等,并对其形成机理进行深入的分析研究。具体内容如下:1.将各种不同的二氧化锡粉料,包括不同粒径的纳米颗粒、团聚体颗粒以及微米颗粒的二氧化锡,分别与不同含量的Pt或者Pd进行复合,通过压片以及烧结的方式制备出多种二氧化锡与催化剂的复合多孔陶瓷。实验结果表明通过适当的压力和烧结温度可以制备出多空隙、大的比表面积、高的机械强度的气敏陶瓷材料。2.由金属钯和纳米二氧化锡复合制备成的多孔陶瓷在室温下对一氧化碳有很强的响应,在一氧化碳浓度为400 ppm的合成空气（O2体积分数为20%）中,响应高达两个数量级。钯的含量以及烧结温度对该多孔陶瓷的室温气敏性能起决定性作用。钯含量超过2 wt%样品在室温下对一氧化碳没有响应,而钯含量小于2 wt%大于0.25 wt%,并且烧结温度在900℃以上的样品才在室温下对一氧化碳表现出很强的响应,对这类样品进行表面形貌、相结构以及价态分析,结果表明样品中的Pd4+可以引起一氧化碳在室温下的化学吸附,因此具备室温一氧化碳敏感性能。3.由金属铂和二氧化锡团聚体复合制备成的多孔陶瓷在室温下对氢气有非常强的响应,在相对湿度为50%环境下对10000ppm的氢气响应高达800倍,相对于之前的工作中的铂–二氧化锡复合纳米陶瓷来说,响应提高了50%,并且抗湿性能有明显提升。当环境湿度提高到70%后,响应依旧很强,约为450倍。结果表明二氧化锡的微观结构对材料的室温氢敏性能有很好的调控作用,团聚体颗粒制备的样品对氢气的响应以及抗湿性能有明显提高。4.贵金属催化剂-二氧化锡复合多孔陶瓷不仅具有优异的室温气敏性能,这种性能还能在自然条件下保存相当长的一段时间,即具备一定的抗老化性能。对于钯–二氧化锡复合纳米陶瓷,即使在经过半年时间的老化之后,在室温下对一氧化碳仍有很强的响应,只是响应速度和恢复速度有所下降,依然具备对低浓度一氧化碳的检测能力。铂–二氧化锡复合纳米陶瓷（由二氧化锡团聚体粉末制备）在室温下则对氢气有很好的响应以及选择性。对该样品的跟踪测试显示,在经过半年老化之后,灵敏度与响应速度基本与初始制备时保持一致,只是恢复速度有所下降。即使在经过一年的老化后,这种复合纳米陶瓷的室温氢敏曲线仍然与老化半年的测试曲线保持一致,表明在一段时间的老化过后,它的室温氢敏性能可以长期保持稳定。这种催化剂-二氧化锡复合多孔陶瓷体系在抗老化方面表现不错,具有很好的应用前景,但性能依然有待改善,以后需要对其进行更多的研究。
周茂,黄章益,齐建起,何捷,卢铁城[8]（2017）在《纳米陶瓷无压烧结研究进展》文中研究说明纳米陶瓷是由纳米晶粒构成的比传统陶瓷具有更加优良理化性能的陶瓷材料。如何在陶瓷致密化过程中有效控制晶粒长大,从而制备高致密度纳米陶瓷一直是陶瓷制备中的重点和难点。在纳米陶瓷的众多制备方法中,通过压力辅助烧结或快速加热烧结抑制晶粒生长的方法较为普遍,而无压方法烧结作为工艺最为简单和最具商业价值的方法,近年来也受到国内外的广泛关注。本文综述了无压烧结致密纳米陶瓷的研究现状和进展,从纳米粉体的制备、团聚消除、素坯成型、纳米陶瓷烧结等四个方面进行了讨论,评述了目前无压烧结技术所面临的困难并进行了展望,以期为无压烧结技术对高致密度纳米陶瓷的制备提供有益参考。
李灏楠[9]（2017）在《强磁场环境下含有纳米添加物的陶瓷结合剂CBN砂轮制备技术及其磨削性能研究》文中提出随着《中国制造2025》的颁布,制造业在国民经济中的主体地位被再次明确并强调。作为“制造业最锋利的牙齿”,近年来国内外无论是工业界还是学术界对陶瓷结合剂CBN砂轮（后简称为陶瓷CBN砂轮）及其磨削技术的研究、开发及应用数量均呈现井喷式增长。然而,目前陶瓷CBN磨具行业内的高端高性能产品仍几乎均被国外工业发达国家所垄断。针对我国目前高性能陶瓷CBN砂轮制备方面的落后现状及技术瓶颈,本文以国家自然科学基金面上项目“基于强电磁过程的纳米陶瓷结合剂高性能CBN砂轮及其磨削性能研究”（项目编号51275084）为基础,尝试将纳米材料技术和强磁场材料制备技术引入到了砂轮制备过程中,并制得了具有特定磨粒取向和致密结合剂结构的纳米陶瓷结合剂CBN砂轮（下文简称为强磁场砂轮）。随后,本文对强磁场砂轮的磨削性能（包括磨后表面完整性、磨削力以及磨削温度）进行了理论建模,并通过开展大量针对金属和硬脆材料的磨削实验比较了强磁场砂轮和普通陶瓷结合剂CBN砂轮的磨削性能。本文的主要研究内容包括:（1）通过实验综合评价并比较了国内外多种CBN磨粒产品的质量与性能。随后又创新性地将多种纳米材料添加至传统陶瓷结合剂配方中,并通过开展正交实验优化了纳米陶瓷结合剂的组分配方和各组分占比,制得了烧结工艺性和机械性能均优于传统陶瓷结合剂的纳米陶瓷结合剂;（2）通过理论分析和实验观测探究了常温下普通磁场以及高温下强磁场对CBN磨粒、结合剂以及二者混合体系的作用效果与规律。基于此,本研究将强磁场材料制备技术引入至砂轮烧结过程中,制得了具有特定磨粒取向和致密结合剂结构的强磁场纳米陶瓷CBN砂轮,并对重要的制备工艺参数（如砂轮烧结温度曲线、强磁场加载/卸载参数等）进行了优选;（3）考虑到强磁场砂轮具有特殊的微观结构,本研究分别针对金属和硬脆材料不同磨削去除机理,提出了考虑磨粒和工件间瞬态微观接触状态的磨后表面形貌、磨削力、以及磨削温度仿真建模方法并对其进行了实验验证,为分析本文砂轮特殊结构与其磨削性能间关系提供了分析方法和手段;（4）本研究通过开展针对金属（45#钢以及钛合金）以及硬脆材料（光学玻璃和单晶硅）的磨削实验,对比了强磁场砂轮和普通陶瓷CBN砂轮在磨后工件表面完整性、磨削力以及磨削温度方面的磨削性能,并通过本文提出的理论模型对砂轮磨削性能的差异进行了定性解释。
张强宏[10]（2017）在《纳米陶瓷的研究进展》文中研究说明纳米陶瓷是指晶界宽度、晶粒尺寸、缺陷尺寸和第二相分布都在纳米量级上的陶瓷材料,因其克服了传统陶瓷脆性较大的致命缺点,并在超塑性、铁电性能和力学性能等方面具有特殊的性能,而受到人们的广泛关注。综述了纳米陶瓷粉体的制备方法,包括物理合成与化学合成两种方式。物理合成方法消耗较大的能量且设备投资较大,因此纳米陶瓷粉体的制备以化学合成为主。在制备粉体的后期,还需通过加入分散剂和超声等方法来解决其团聚的问题。成型与烧结过程直接影响纳米陶瓷的性能。成型过程包括干法与湿法成型。干法成型简单易行,成体均匀,但容易引入杂质;而湿法成型能最大程度地减少杂质与团聚,但其工艺复杂、条件苛刻。烧结方法分无压烧结和压力烧结。在烧结过程中,如何将颗粒限制在纳米级别上成为各种技术需要攻克的难点。最后,阐述了纳米陶瓷的力学性能、铁电性能和超塑性,并简要介绍其在防护与涂层、生物医学材料和器具等方面的应用与创新。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 纳米陶瓷 |
| 1.2 二氧化锆的简介 |
| 1.2.1 二氧化锆的性质 |
| 1.2.2 二氧化锆的结构 |
| 1.2.3 二氧化锆陶瓷的相变增韧机理 |
| 1.3 二氧化锆的应用现状 |
| 1.3.1 电子陶瓷 |
| 1.3.2 固体氧化物燃料电池(SOFC) |
| 1.3.3 耐火材料 |
| 1.3.4 结构陶瓷 |
| 1.3.5 催化剂领域 |
| 1.4 二氧化锆粉体的制备方法 |
| 1.4.1 沉淀法 |
| 1.4.2 水解法 |
| 1.4.3 水热法(溶剂热法) |
| 1.4.4 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.5 反向胶团法(微乳液法) |
| 1.5 撞击流-旋转填料床(IS-RPB) |
| 1.6 本论文研究的目的和主要内容 |
| 2 搅拌反应器制备纳米氧化锆粉体 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.1.1 实验药品及仪器 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.1.3 实验表征 |
| 2.2 实验结果与讨论 |
| 2.2.1 不同Na OH浓度对粉体制备的影响 |
| 2.2.2 不同Al~(3+)含量对粉体制备的影响 |
| 2.2.3 不同p H对粉体制备的影响 |
| 2.2.4 不同陈化时间对制备粉体的影响 |
| 2.2.5 不同煅烧温度对制备粉体的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 撞击流-旋转填料床反应器制备纳米氧化锆粉体 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.1.1 实验药品及仪器 |
| 3.1.2 实验流程 |
| 3.1.3 实验表征 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 不同进料速度对粉体制备的影响 |
| 3.2.2 不同转速对粉体制备的影响 |
| 3.2.3 不同反应器制备氧化锆粉体对粉体性能的影响 |
| 3.2.4 纳米氧化锆粉体前驱体的综合热分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 纳米氧化锆陶瓷性能探究 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.1.1 实验药品及仪器 |
| 4.1.2 实验流程 |
| 4.1.3 实验表征 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 不同聚乙烯醇浓度对纳米氧化锆陶瓷性能的影响 |
| 4.2.2 不同成型压力对纳米氧化锆陶瓷性能的影响 |
| 4.2.3 不同烧结温度对纳米氧化锆陶瓷性能的影响 |
| 4.2.4 添加剂氧化铝对纳米氧化锆陶瓷性能的影响 |
| 4.2.5 不同反应器对纳米氧化锆陶瓷性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 稀土发光材料 |
| 1.1.2 稀土元素 |
| 1.1.3 稀土离子发光的基本理论 |
| 1.2 透明陶瓷的概述 |
| 1.2.1 透明陶瓷简介 |
| 1.2.2 影响透明陶瓷透过率的因素 |
| 1.2.3 陶瓷的制备流程 |
| 1.2.4 激光透明陶瓷的进展 |
| 1.2.5 倍半氧化物的性质 |
| 1.2.6 2.0μm激光的应用及其产生 |
| 1.3 激光照明用荧光陶瓷 |
| 1.3.1 半导体LED和激光照明 |
| 1.3.2 半导体激光照明实现白光的方式 |
| 1.3.3 激光照明的应用 |
| 1.3.4 激光激发远程荧光粉技术 |
| 1.4 选题依据及主要研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 Tm:(Lu_(0.8)Sc_(0.2))_2O_3 陶瓷纳米粉体的制备及研究 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 主要原料及设备 |
| 2.2.1 实验验原料及仪器 |
| 2.2.2 沉淀法合成粉体实验过程 |
| 2.2.3 性能表征 |
| 2.3 结果及讨论 |
| 2.3.1 滴定方式的选择 |
| 2.3.2 沉淀剂种类 |
| 2.3.3 反应体系温度 |
| 2.3.4 盐溶液浓度 |
| 2.3.5 (NH_4)_2SO_4的添加 |
| 2.3.6 粉体焙烧温度 |
| 2.3.7 乙醇分散剂 |
| 2.3.8 粉体的晶相 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Tm:(Lu_(0.8)Sc_(0.2))_2O_3 陶瓷凝胶注模工艺及陶瓷性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验原料及过程 |
| 3.2.1 实验原料及实验仪器 |
| 3.2.2 实验过程 |
| 3.2.3 性能表征 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 p H对浆料Zeta电位的影响 |
| 3.3.2 pH对浆料流变性的影响 |
| 3.3.3 分散剂含量对浆料流变性的影响 |
| 3.3.4 固含量对浆料流变性的影响 |
| 3.3.5 成型方式对陶瓷微观结构的影响 |
| 3.3.6 坯体的烧结活性 |
| 3.3.7 ZrO_2含量对陶瓷微观形貌的影响 |
| 3.3.8 陶瓷的光学性能 |
| 3.3.9 激光实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 荧光陶瓷的制备及其在激光照明中的应用 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验原料及过程 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.2.3 实验表征 |
| 4.3 YAG:Ce荧光陶瓷的性能研究 |
| 4.3.1 YAG:Ce荧光陶瓷膜的微观结构 |
| 4.3.2 YAG:Ce荧光陶瓷膜的荧光性能 |
| 4.3.3 YAG:Ce荧光陶瓷膜的热稳定性 |
| 4.3.4 YAG:Ce荧光陶瓷膜在激光照明中的应用 |
| 4.4 CASN/Lu AG复合荧光陶瓷膜的性能研究 |
| 4.4.1 荧光粉的形貌和荧光性能 |
| 4.4.2 CASN/LuAG荧光陶瓷膜的形貌 |
| 4.4.3 CASN/LuAG荧光陶瓷膜在激光照明中的应用 |
| 4.4.4 不同荧光陶瓷膜的显色性 |
| 4.4.5 不同荧光陶瓷膜的效率 |
| 4.4.6 R/G=1/15的复合荧光陶瓷膜的性质 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 全文总结和展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 雷达隐身原理 |
| 1.3 吸波材料概述 |
| 1.3.1 电磁波吸收原理 |
| 1.3.2 吸波材料的分类 |
| 1.4 耐高温吸波材料的研究进展 |
| 1.4.1 碳基吸波材料 |
| 1.4.2 金属氧化物吸波材料 |
| 1.4.3 三元层状化合物吸波材料 |
| 1.4.4 SiC基吸波材料 |
| 1.5 多孔SiC材料的研究现状及分析 |
| 1.5.1 多孔SiC材料的制备方法 |
| 1.5.2 多孔SiC基吸波材料的研究现状 |
| 1.5.3 多孔SiC基吸波材料研究中存在的不足 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料与仪器设备 |
| 2.1.1 实验原料与试剂 |
| 2.1.2 实验仪器设备 |
| 2.2 实验样品的制备 |
| 2.2.1 生物质衍生SiC基气凝胶的制备 |
| 2.2.2 弹性多孔SiC基毡的制备 |
| 2.2.3 多孔SiC基纳米陶瓷的制备 |
| 2.3 材料的表征与性能测试 |
| 2.3.1 材料表征方法 |
| 2.3.2 材料性能测试方法 |
| 第3章 生物质衍生SiC基气凝胶的制备与性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 生物质衍生多孔碳材料的制备与表征 |
| 3.3 生物质衍生SiC基气凝胶的制备与表征 |
| 3.3.1 生物质衍生SiC基气凝胶的结构与形貌表征 |
| 3.3.2 生物质衍生SiC基气凝胶的压缩性能表征 |
| 3.4 生物质衍生多孔SiC基材料的形成过程分析 |
| 3.5 生物质衍生SiC基气凝胶的吸波性能研究 |
| 3.5.1 生物质衍生SiC基气凝胶的介电常数和损耗因子 |
| 3.5.2 生物质衍生SiC基气凝胶的反射损失 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 弹性多孔SiC基毡的制备与性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹性多孔碳材料的选择与表征 |
| 4.3 弹性多孔SiC基毡的制备与表征 |
| 4.3.1 弹性多孔SiC基毡的结构与形貌表征 |
| 4.3.2 弹性SiC基毡的压缩性能表征 |
| 4.4 弹性多孔SiC基毡的形成过程分析 |
| 4.5 弹性多孔SiC基毡的吸波性能研究 |
| 4.5.1 弹性多孔SiC基毡的常温介电常数 |
| 4.5.2 弹性多孔SiC基毡的常温反射损失 |
| 4.5.3 弹性多孔SiC基毡的高温介电常数和损耗因子 |
| 4.5.4 弹性多孔SiC基毡的高温反射损失 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 多孔SiC基纳米陶瓷的制备与性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CO掺杂SiC纳米线材料的制备与表征 |
| 5.2.1 Co掺杂SiC纳米线的结构与形貌表征 |
| 5.2.2 Co掺杂SiC纳米线的电磁参数 |
| 5.2.3 Co掺杂SiC纳米线的反射损失 |
| 5.3 多孔SiC基纳米陶瓷的制备与表征 |
| 5.3.1 多孔SiC基纳米陶瓷的制备 |
| 5.3.2 多孔SiC基纳米陶瓷的结构与形貌表征 |
| 5.3.3 多孔SiC基纳米陶瓷的压缩性能表征 |
| 5.4 多孔SiC基纳米陶瓷的吸波性能研究 |
| 5.4.1 多孔SiC基纳米陶瓷的电磁参数 |
| 5.4.2 多孔SiC基纳米陶瓷的反射损失 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 主要创新点 |
| 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 石墨烯陶瓷复合材料的研究进展 |
| 1.2.2 负热膨胀材料ZrW_2O_8的研究进展 |
| 1.2.3 课题来源和主要研究内容 |
| 第二章 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的可控制备和表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维石墨烯基陶瓷复合材料的制备工艺 |
| 2.2.1 原料、实验药品及实验仪器 |
| 2.2.2 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的制备工艺 |
| 2.2.3 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的实验参数设计 |
| 2.3 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的表征分析 |
| 2.3.1 纳米陶瓷复合材料的宏观表征分析 |
| 2.3.2 纳米陶瓷复合材料的微观表征分析 |
| 2.3.3 纳米陶瓷复合材料的成分表征分析 |
| 2.4 三维ZrW_2O_8多孔陶瓷材料的制备与表征分析 |
| 2.4.1 三维ZrW_2O_8多孔陶瓷材料的制备工艺 |
| 2.4.2 三维ZrW_2O_8多孔陶瓷材料的表征分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 纳米陶瓷复合材料的力学及热膨胀性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的力学性能 |
| 3.2.1 HCl浓度对纳米陶瓷复合材料力学性能的影响 |
| 3.2.2 ZrW_2O_8前驱体浓度对纳米陶瓷复合材料力学性能的影响 |
| 3.2.3 ZrW_2O_8纳米陶瓷复合材料的力学分析 |
| 3.3 三维石墨烯基纳米陶瓷复合材料的热膨胀性能 |
| 3.3.1 HCl浓度对纳米陶瓷复合材料热膨胀的影响 |
| 3.3.2 ZrW_2O_8浓度对纳米陶瓷复合材料热膨胀的影响 |
| 3.3.3 ZrW_2O_8纳米陶瓷复合材料的热膨胀分析 |
| 3.4 三维多孔纯陶瓷材料的热膨胀性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 热学有限元模拟分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料单片层热膨胀响应模拟分析 |
| 4.2.1 复合材料单片层的模型建立 |
| 4.2.2 复合材料单片层在不同工况下的瞬时线应变与温度变化关系 |
| 4.3 复合材料宏观状态下的热膨胀响应模拟分析 |
| 4.3.1 复合材料宏观结构体的模型建立 |
| 4.3.2 复合材料宏观结构体在不同工况下的线应变与温度变化关系 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 透明陶瓷概述 |
| 1.2.1 透明陶瓷的定义 |
| 1.2.2 陶瓷光透过性的影响因素 |
| 1.2.3 透明陶瓷制备技术的研究进展 |
| 1.2.4 玻璃晶化制备透明陶瓷 |
| 1.3 透明陶瓷材料的应用研究 |
| 1.3.1 激光透明陶瓷 |
| 1.3.2 铁电透明陶瓷 |
| 1.3.3 透明陶瓷的其他应用 |
| 第二章 实验样品的制备与测试表征 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 样品制备方法 |
| 2.3 样品测试与表征技术 |
| 2.3.1 差示扫描热量法 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3.4 透射电子显微镜 |
| 2.3.5 拉曼光谱 |
| 2.3.6 透过/吸收光谱 |
| 2.3.7 硬度测试 |
| 2.3.8 Z扫描技术 |
| 2.3.9 荧光光谱 |
| 2.3.10 X射线激发发射光谱测试 |
| 2.3.11 分子动力学模拟 |
| 第三章 TeO_2-Bi_2O_3-Nb_2O_5 透明纳米陶瓷的制备及光学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与测试部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料设计 |
| 3.3.2 玻璃析晶行为研究 |
| 3.3.3 机械性能表征 |
| 3.3.4 透明纳米陶瓷的光学性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 BaO-Al_2O_3-LaF_3-Si_O2 多相透明陶瓷的制备及光学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与测试部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料设计 |
| 4.3.2 玻璃析晶行为研究 |
| 4.3.3 光学性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 玻璃晶化法制备透明陶瓷光纤及其性能的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验与测试部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TeO_2-Bi_2O_3-Nb_2O_5 陶瓷光纤结构与性能表征 |
| 5.3.2 BaO-Al_2O_3-LaF_3-Si_O2 陶瓷光纤结构与性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 氧化锆纳米材料概述 |
| 1.2.1 氧化锆的晶体结构和性质 |
| 1.2.2 氧化锆纳米材料的应用现状 |
| 1.2.3 氧化锆纳米陶瓷的研究进展及存在的问题 |
| 1.2.4 氧化锆纳米陶瓷粉体的制备方法 |
| 1.3 聚丙烯酰胺凝胶技术研究概述 |
| 1.3.1 聚丙烯酰胺凝胶技术的原理 |
| 1.3.2 聚丙烯酰胺凝胶技术的特点 |
| 1.3.3 聚丙烯酰胺凝胶技术的应用现状 |
| 1.4 氧化锆陶瓷材料 |
| 1.4.1 氧化锆陶瓷的稳定化研究 |
| 1.4.2 氧化锆陶瓷的成型工艺 |
| 1.4.3 氧化锆陶瓷的烧结工艺 |
| 1.5 课题研究目的及主要内容 |
| 1.5.1 研究目的及意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 试验方法 |
| 2.1 试验原料及设备 |
| 2.2 氧化锆粉体的制备 |
| 2.3 氧化锆陶瓷的制备 |
| 2.4 氧化锆粉体的性能表征 |
| 2.4.1 热重-差热分析 |
| 2.4.2 红外光谱分析 |
| 2.4.3 物相组成分析 |
| 2.4.4 微观形貌分析 |
| 2.4.5 纳米粒度分析 |
| 2.5 氧化锆陶瓷的性能表征 |
| 2.5.1 密度测定 |
| 2.5.2 硬度测定 |
| 2.5.3 微观形貌分析 |
| 2.5.4 抗老化性能测试 |
| 第三章 聚丙烯酰胺凝胶法制备氧化锆纳米陶瓷粉体 |
| 3.1 锆盐种类对氧化锆纳米粉体的影响 |
| 3.1.1 热分解过程 |
| 3.1.2 红外光谱 |
| 3.1.3 物相组成 |
| 3.1.4 微观形貌 |
| 3.2 锆盐浓度对氧化锆纳米粉体的影响 |
| 3.2.1 热分解过程 |
| 3.2.2 物相组成 |
| 3.2.3 微观形貌 |
| 3.2.4 粒度分布 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 YSZ纳米陶瓷粉体的制备及其性能研究 |
| 4.1 聚丙烯酰胺凝胶法制备YSZ纳米陶瓷粉体 |
| 4.1.1 热分解过程 |
| 4.1.2 物相组成 |
| 4.1.3 微观形貌 |
| 4.2 YSZ陶瓷的性能研究 |
| 4.2.1 相对密度 |
| 4.2.2 硬度 |
| 4.2.3 抗老化性能 |
| 4.2.4 微观形貌 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文及获奖情况 |
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氧化物半导体气敏元件 |
| 1.2.1 氧化物半导体气敏元件的发展历史 |
| 1.2.2 氧化物半导体气敏元件的现状 |
| 1.2.3 氧化物半导体气敏元件的主要性能参数 |
| 1.2.4 氧化物半导体气敏性能的形成机理 |
| 1.3 氧化物半导体室温气敏材料的两种研究策略 |
| 1.3.1 氧化物半导体气敏材料的纳米化 |
| 1.3.2 通过催化剂提高目标气体的室温反应活性 |
| 1.4 本课题研究思路 |
| 1.4.1 催化剂–二氧化锡复合纳米陶瓷 |
| 1.4.2 氢气与一氧化碳的基本性质 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 材料的制备工艺 |
| 2.1.1 制粉工艺 |
| 2.1.2 成形工艺 |
| 2.1.3 烧结工艺 |
| 2.1.4 电极工艺 |
| 2.2 材料的结构表征 |
| 2.2.1 X射线衍射(XRD)物相分析 |
| 2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)形貌分析 |
| 2.2.3 能谱(EDS)元素分析 |
| 2.2.4 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.2.5 等温吸附(BET)测试 |
| 2.2.6 陶瓷收缩率以及机械强度 |
| 2.3 材料的气敏性能测试 |
| 2.3.1 气体变温响应实时测试系统 |
| 2.3.2 气敏测试模式 |
| 第三章 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷室温一氧化碳敏感性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷的原料选择和制备方法 |
| 3.2.1 原料选择与混合工艺 |
| 3.2.2 烧结温度的选取 |
| 3.2.3 气敏测试过程 |
| 3.3 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷的一氧化碳敏感性能研究 |
| 3.3.1 不同烧结温度下的一氧化碳敏感性能 |
| 3.3.2 纳米钯制备的复合陶瓷在室温下的一氧化碳响应表现 |
| 3.3.3 温度对钯–二氧化锡体系的一氧化碳敏感性能的影响 |
| 3.3.4 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷在不同相对湿度下一氧化碳响应表现 |
| 3.4 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷的一氧化碳敏感机理研究 |
| 3.4.1 陶瓷物相分析 |
| 3.4.2 陶瓷微观形貌分析 |
| 3.4.3 比表面积与孔径分布 |
| 3.4.4 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷在无氧环境中的一氧化碳响应恢复 |
| 3.4.5 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷的催化剂价态分析 |
| 3.4.6 钯元素价态与一氧化碳吸附过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铂–二氧化锡复合陶瓷的制备与室温氢敏性能与抗湿性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铂–二氧化锡复合陶瓷的原料选择和制备方法 |
| 4.2.1 二氧化锡团聚体粉末以及纳米粉末 |
| 4.2.2 烧结温度的选取 |
| 4.2.3 气敏测试过程 |
| 4.3 铂–二氧化锡复合纳米陶瓷的氢敏性能研究 |
| 4.3.1 不同烧结温度下的氢敏性能 |
| 4.3.2 变湿度以及变浓度下Pt–SnO_2 复合陶瓷的室温氢敏表现 |
| 4.4 铂–二氧化锡复合纳米陶瓷的抗湿氢敏性能分析与讨论 |
| 4.4.1 微观结构以及相结构分析 |
| 4.4.2 室温氢敏性能分析 |
| 4.4.3 铂–二氧化锡复合纳米陶瓷对其他气体的响应情况 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 催化剂–二氧化锡的室温气敏性能的老化研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 钯–二氧化锡复合纳米陶瓷的老化性能研究 |
| 5.3 铂–二氧化锡复合纳米陶瓷的老化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 中英文参考文献 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| Curriculum Vitae |
| 1 纳米粉体的制备 |
| 1.1 固相法 |
| 1.2 液相法 |
| 1.3 气相法 |
| 1.4 小结 |
| 2 纳米粉体的团聚及消除 |
| 2.1 液相环境控制以及有机物清洗法 |
| 2.2 干燥方法 |
| 2.3 共沸蒸馏 |
| 3 纳米陶瓷的素坯成型 |
| 3.1 干法成型 |
| 3.2 湿法成型 |
| 4 纳米陶瓷的无压烧结 |
| 4.1 烧结机理及影响因素 |
| 4.2 常规烧结 |
| 4.3 高温快速烧结机制 |
| 4.4 控制速率烧结 |
| 4.5 两步烧结 |
| 5 总结与展望 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 陶瓷CBN砂轮简介 |
| 1.3 CBN磨料和陶瓷结合剂制备研究现状 |
| 1.3.1 CBN磨料制备与生产方面 |
| 1.3.2 陶瓷结合剂制备方面 |
| 1.4 陶瓷CBN砂轮磨削技术研究现状 |
| 1.4.1 陶瓷CBN砂轮磨削性能研究 |
| 1.4.2 陶瓷CBN砂轮磨削工艺改进与优化研究 |
| 1.4.3 陶瓷CBN砂轮应用现状 |
| 1.5 陶瓷CBN砂轮制备相关技术目前存在的瓶颈 |
| 1.6 含有纳米添加物的陶瓷结合剂研究现状 |
| 1.7 强磁场下材料制备技术研究现状 |
| 1.8 本论文研究内容 |
| 1.9 论文的研究意义与框架 |
| 1.9.1 论文的研究意义 |
| 1.9.2 论文的框架 |
| 第2章 CBN磨粒与含有纳米添加物的陶瓷结合剂性能实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 陶瓷CBN砂轮对磨料的要求 |
| 2.3 国内外CBN磨粒测试与对比 |
| 2.3.1 CBN磨料尺寸 |
| 2.3.2 CBN磨料微观形貌 |
| 2.3.3 CBN磨料X射线光电子谱分析 |
| 2.3.4 CBN磨料抗压强度与冲击韧度 |
| 2.3.5 CBN磨料高温稳定性 |
| 2.4 CBN磨料综合评价与选取 |
| 2.5 陶瓷CBN砂轮对结合剂的要求及其实验评价方法 |
| 2.6 纳米级添加物的增韧补强机理 |
| 2.6.1 纳米级添加物的增韧补强机理 |
| 2.6.2 纳米级添加物对陶瓷结合剂的影响 |
| 2.7 纳米陶瓷结合剂配方设计与制备 |
| 2.7.1 纳米陶瓷结合剂配制原则 |
| 2.7.2 纳米陶瓷结合剂制备实验原料与设备 |
| 2.7.3 纳米陶瓷结合剂样条制备过程 |
| 2.8 纳米陶瓷结合剂性能测试 |
| 2.8.1 耐火度 |
| 2.8.2 热膨胀系数 |
| 2.8.3 热导率 |
| 2.8.4 抗弯强度 |
| 2.8.5 显微硬度 |
| 2.8.6 高温润湿性 |
| 2.8.7 微观结构 |
| 2.9 纳米陶瓷结合剂组分综合评价与选取 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 强磁场对CBN磨粒以及纳米陶瓷结合剂的作用效果研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 在砂轮烧结过程中引入强磁场的理论依据 |
| 3.3 常温下普通磁场对纳米陶瓷CBN砂轮各组分的作用效果 |
| 3.3.1 实验装置及内容 |
| 3.3.2 常温下普通磁场对无涂覆CBN的作用 |
| 3.3.3 常温下普通磁场对Ni基涂覆CBN的作用 |
| 3.3.4 常温下普通磁场对结合剂中非纳米Ni组分的作用 |
| 3.3.5 常温下普通磁场对纳米Ni组分的作用 |
| 3.4 烧结温度下强磁场对砂轮各组分作用效果实验的说明 |
| 3.4.1 实验装置 |
| 3.4.2 实验内容 |
| 3.4.3 实验方法与步骤 |
| 3.5 烧结温度下强磁场对无涂覆CBN磨料的作用 |
| 3.5.1 实验结果 |
| 3.5.2 强磁场对无涂覆CBN磨料取向作用的理论模型、实验验证及讨论 |
| 3.6 烧结温度下强磁场对Ni基涂覆CBN磨料的作用 |
| 3.6.1 实验结果 |
| 3.6.2 实验结果分析与讨论 |
| 3.6.3 对上述解释的实验验证 |
| 3.6.4 烧结温度强磁场环境下对于CBN磨粒的选取 |
| 3.7 烧结温度下强磁场对结合剂中非纳米镍组分的作用 |
| 3.8 烧结温度下强磁场对添加纳米镍的结合剂的作用 |
| 3.9 烧结温度下强磁场对结合剂及CBN磨粒的综合作用 |
| 3.10 本章小结 |
| 第4章 强磁场下纳米陶瓷结合剂CBN砂轮的设计、制备及工艺参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结合剂中纳米Ni组分占比的优选 |
| 4.3 强磁场环境下砂轮烧结温度曲线的优选 |
| 4.4 强磁场施加时机与加载/卸载参数的优选 |
| 4.5 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮设计与制备技术路线 |
| 4.6 砂轮外圆直径初步设计 |
| 4.7 砂轮基体应力分析与材料选择 |
| 4.8 砂轮基体结构设计 |
| 4.9 砂轮CBN贴片设计与制备 |
| 4.9.1 结合剂各组分与CBN磨粒质量计算与称量 |
| 4.9.2 圆环型结合剂CBN混合体压制 |
| 4.9.3 圆环型CBN贴片胎体切割 |
| 4.10 强磁场环境下砂轮CBN贴片胎体的烧结 |
| 4.11 砂轮CBN贴片粘接 |
| 4.11.1 粘接前CBN贴片预铺 |
| 4.11.2 粘接AB胶的称量 |
| 4.11.3 砂轮CBN贴片的粘接 |
| 4.12 砂轮后续加工与砂轮修型 |
| 4.13 砂轮动静平衡测试与调整 |
| 4.13.1 砂轮静平衡测试与调整 |
| 4.13.2 砂轮动平衡测试与调整 |
| 4.14 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮极限转速测试 |
| 4.15 本章小结 |
| 第5章 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削表面质量仿真与实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削后工件表面质量仿真的特殊性 |
| 5.3 考虑磨粒工件间微观接触状态的磨削后金属工件表面仿真 |
| 5.3.1 仿真流程 |
| 5.3.2 仿真中使用的强磁场纳米陶瓷CBN砂轮表面形貌 |
| 5.3.3 单颗CBN磨粒在局部坐标系下的运动轨迹计算 |
| 5.3.4 多颗CBN磨粒在全局坐标系下的运动轨迹计算 |
| 5.3.5 磨粒与金属工件间微观接触状态的判断 |
| 5.3.6 不同磨粒工件微观接触状态下形成的金属工件表面建模 |
| 5.4 考虑磨粒工件间微观接触状态的磨削后硬脆工件表面仿真 |
| 5.4.1 仿真流程 |
| 5.4.2 磨粒与硬脆工件间微观接触状态的判断 |
| 5.4.3 不同磨粒工件微观接触状态下形成的硬脆工件表面建模 |
| 5.5 针对强磁场纳米陶瓷CBN砂轮的磨后工件表面仿真验证实验 |
| 5.5.1 金属材料工件和硬脆材料工件 |
| 5.5.2 实验装置与布置 |
| 5.5.3 实验步骤 |
| 5.5.4 表面质量测量方法 |
| 5.6 金属工件磨削后工件表面实验与仿真结果对比 |
| 5.6.1 磨后工件表面形貌对比 |
| 5.6.2 磨后工件表面波纹度和粗糙度对比 |
| 5.7 硬脆工件磨削后工件表面实验与仿真结果对比 |
| 5.7.1 磨后表面脆性/塑性区域占比对比 |
| 5.7.2 磨后表面波纹度和粗糙度对比 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削力仿真与实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 考虑磨粒工件间微观接触状态的金属工件磨削力仿真 |
| 6.2.1 仿真流程 |
| 6.2.2 不同磨粒工件微观接触状态时金属工件磨削力计算 |
| 6.2.3 各磨粒各阶段接触力的合成与沿法向和切向方向的分解 |
| 6.3 考虑磨粒工件间微观接触状态的硬脆工件磨削力仿真 |
| 6.3.1 仿真流程 |
| 6.3.2 不同磨粒工件微观接触状态时硬脆工件磨削力计算 |
| 6.3.3 各磨粒各阶段接触力的合成与沿法向和切向方向的分解 |
| 6.4 考虑磨粒工件间微观接触状态的磨削力仿真验证实验 |
| 6.4.1 磨削力测量方法 |
| 6.4.2 磨削力数据比较方法 |
| 6.5 金属工件磨削力实验与仿真结果比较 |
| 6.6 硬脆工件磨削力实验与仿真结果比较 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削温度仿真与实验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削温度仿真的特殊性 |
| 7.3 考虑磨粒工件间微观接触状态的金属工件磨削温度仿真 |
| 7.3.1 仿真流程 |
| 7.3.2 移动点热源理论 |
| 7.3.3 总热流强度计算 |
| 7.3.4 总热流强度分配 |
| 7.4 考虑磨粒工件间微观接触状态的硬脆工件磨削温度仿真 |
| 7.4.1 仿真流程 |
| 7.4.2 不同磨粒工件微观接触状态下硬脆工件磨削温度计算 |
| 7.5 考虑磨粒工件间微观接触状态的磨削温度仿真验证实验 |
| 7.5.1 磨削温度测量方法 |
| 7.5.2 磨削温度比较方法 |
| 7.6 金属工件磨削温度实验与仿真结果比较 |
| 7.7 硬脆工件磨削温度实验与仿真结果比较 |
| 7.8 磨削温度场非连续性讨论 |
| 7.9 本章小结 |
| 第8章 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮与普通陶瓷CBN砂轮磨削性能比较 |
| 8.1 前言 |
| 8.2 对比实验中使用的普通陶瓷CBN砂轮 |
| 8.3 磨削性能对比项 |
| 8.3.1 针对金属材料的磨削性能对比项 |
| 8.3.2 针对硬脆材料的磨削性能对比项 |
| 8.4 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮在磨削后表面质量方面的表现 |
| 8.4.1 金属材料的磨后表面波纹度与粗糙度 |
| 8.4.2 金属材料的磨后表面残余应力 |
| 8.4.3 金属材料的磨后表面显微硬度 |
| 8.4.4 硬脆材料的磨后表面波纹度与粗糙度 |
| 8.4.5 硬脆材料的磨后表面脆性裂纹区域大小 |
| 8.4.6 硬脆材料的亚表面损伤 |
| 8.5 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨后表面质量改善机理分析与讨论 |
| 8.6 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮在磨削力方面的表现 |
| 8.6.1 金属材料的磨削力 |
| 8.6.2 金属材料的磨削力比 |
| 8.6.3 硬脆材料的磨削力 |
| 8.6.4 硬脆材料的磨削力比 |
| 8.7 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削力/力比改善机理分析与讨论 |
| 8.8 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮在磨削温度方面的表现 |
| 8.8.1 金属材料的磨削温度 |
| 8.8.2 金属工件的磨后白层厚度 |
| 8.8.3 硬脆材料的磨削温度 |
| 8.9 强磁场纳米陶瓷CBN砂轮磨削力/力比改善机理分析与讨论 |
| 8.10 本章小结 |
| 第9章 结论与建议 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文和参与科研项目 |
| 攻读博士学位期间发表论文 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目 |
| 作者简介 |
| 1 纳米陶瓷 |
| 1.1 纳米陶瓷的制备工艺概述 |
| 1.2 纳米陶瓷粉末 |
| 1.2.1 物理法 |
| 1.2.2 化学气相沉积法 |
| 1.2.3 水热法 |
| 1.2.4 溶胶凝胶法 |
| 1.2.5 粉体团聚 |
| 1.3 成型 |
| 1.4 烧结 |
| 1.5 纳米陶瓷性能 |
| 1.5.1 力学性能 |
| 1.5.2 超塑性 |
| 1.5.3 铁电性 |
| 1.6 应用 |
| 1.6.1 防护与涂层 |
| 1.6.2 生物医学材料 |
| 1.6.3 新型刀具 |
| 2 结语 |
