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BaO-CaO-AlO-BO-SiO中温SOFC封接玻璃的失效性分析与性能改进研究

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陶瓷学报 2024年 775-781页

作者：王逸宣刘亮光余辉陈猛胡娴杰海南大学材料科学与工程学院景德镇学院生物与环境工程学院

热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al2O3-14.62B2O3-33.10SiO2（BCS1）基础玻璃，采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微镜等表征手段... 详细信息

热稳定性及致密度是影响中温固体氧化物燃料电池封接玻璃实际应用的两大重要因素。通过传统固相熔融退火法制备32.96BaO-14.45CaO-4.87Al2O3-14.62B2O3-33.10SiO2（BCS1）基础玻璃，采用X射线衍射分析、扫描电镜、高温显微镜等表征手段来探究其封接失效原因，并提出改进方法，以获得性能稳定的致密封接材料。结果表明，BCS1基础玻璃中的六方BaAl2SiO8，经1073 K热处理会转变为低膨胀单斜相，造成基础玻璃与Ni-YSZ阳极的热膨胀系数不匹配，再者BCS1玻璃易过烧发泡，内部存在的大量孔隙容易引发气体泄漏。通过额外增加Al2O3含量，可以提高封接玻璃的热稳定性、热匹配性和致密性，并使封接玻璃与Ni-YSZ阳极具有良好的界面结合。该研究为中温固体氧化物燃料电池封接玻璃的性能改进提供了有效的途径，有助于推动该领域技术的发展和应用。

关键词：中温固体氧化物燃料电池封接玻璃失效性热稳定性致密度

压力和SiC含量对热压烧结hBN陶瓷的致密性及力学性能的影响

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陶瓷学报 2022年第4期43卷 637-643页

作者：苗义民刘亮光海南大学材料科学与工程学院海南海口570228

六方氮化硼(hBN)陶瓷在化工、冶金、航空航天等领域具有广阔的应用前景,然而,其烧结致密性依然是一个亟待解决的问题。基于恒定的微米级六方氮化硼(hBN)、纳米级立方氮化硼(cBN)粉体的初始晶粒尺寸分布及其体积分数,结合1800℃热压烧结... 详细信息

六方氮化硼(hBN)陶瓷在化工、冶金、航空航天等领域具有广阔的应用前景,然而,其烧结致密性依然是一个亟待解决的问题。基于恒定的微米级六方氮化硼(hBN)、纳米级立方氮化硼(cBN)粉体的初始晶粒尺寸分布及其体积分数,结合1800℃热压烧结,对比热烧结压力及碳化硅(SiC)粉体的引入量对hBN烧结致密度及其力学性能的影响。结果表明,相比于SiC的引入,提高烧结压力(80 MPa)能够明显提高hBN陶瓷的致密度和机械性能,所制备hBN陶瓷相对密度为93.7%,抗弯强度和抗压强度分别为94.90 MPa和159.32 MPa,而SiC的引入虽然能够在一定程度上提高hBN陶瓷的相对密度和机械性能,但其提升程度远低于烧结压力的作用。另外,当SiC含量为10 wt.%时,其相对密度达到91.1%,抗弯强度和抗压强度达到84.77 MPa和129.16 MPa。结合SEM结果可知,SiC的引入可以明显降低hBN陶瓷晶粒的取向性。

关键词：六方氮化硼立方氮化硼碳化硅热压烧结致密化

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放电等离子烧结法制备金刚石/六方氮化硼复合陶瓷及其力学性能研究

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陶瓷学报 2023年第3期44卷 517-524页

作者：丁超刘亮光海南大学材料科学与工程学院海南海口570228

六方氮化硼陶瓷在热力学、化学、电学等方面具有优异的性能,常被应用于金属冶炼、航空航天、高温材料等领域,但受限于其较低的致密度、强度及过高的烧结温度,其应用范围难以进一步拓展。针对此问题,运用相变烧结法,采用放电等离子烧结,... 详细信息

六方氮化硼陶瓷在热力学、化学、电学等方面具有优异的性能,常被应用于金属冶炼、航空航天、高温材料等领域,但受限于其较低的致密度、强度及过高的烧结温度,其应用范围难以进一步拓展。针对此问题,运用相变烧结法,采用放电等离子烧结,在六方氮化硼粉体中引入不同比例的微米级金刚石,研究了金刚石含量对复合六方氮化硼陶瓷的致密度及各项机械性能的影响。制备的复合六方氮化硼陶瓷致密度最高为95%。随金刚石含量增加,复合陶瓷抗压强度及抗弯强度逐渐增加,其抗压强度及抗弯强度最高可分别达到189.855 MPa,136.100 MPa;显微硬度和杨氏模量可分别达到0.70 GPa、10.42 GPa。该制备方法相比传统烧结技术具有烧结温度相对较低的优点,且六方氮化硼致密度及各项力学性能均得到显著提升。

关键词：六方氮化硼放电等离子烧结金刚石相对致密度力学性能

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高温下压力对聚丙烯腈基碳纤维结构的影响

陶瓷学报 2021年第5期42卷 834-841页

作者：李昭君刘亮光李建林海南大学材料科学与工程学院海南海口570228

以东丽T300-1K平纹编织碳布为原料,利用放电等离子烧结技术(SPS)在1750℃高温下对碳纤维布施加垂直于纤维轴向的压力,制备了不同烧结压力的碳纤维样品,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱... 详细信息

以东丽T300-1K平纹编织碳布为原料,利用放电等离子烧结技术(SPS)在1750℃高温下对碳纤维布施加垂直于纤维轴向的压力,制备了不同烧结压力的碳纤维样品,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射仪(XRD)对制备的碳纤维样品的微观形貌和微观结构进行了表征,并利用图像处理手段对纤维截面圆度进行了分析。结果表明,高温下施加的垂直于纤维轴向的压力将使碳纤维的微观形貌和结构发生变化。随着压力的增加,碳纤维的圆形截面趋于扁平化,截面圆度从0.91减小到0.65,(002)晶面衍射峰半高宽逐渐减小,其晶面间距由0.3544 nm减小到0.3488 nm,沿纤维石墨网方向的微晶尺寸从3.483 nm长大到10.682 nm。Raman图谱的D峰和G峰强度比逐渐减小,纤维的石墨化程度增加。在1750℃高温下,随着压力增加,碳纤维内部微观结构由无序的二维乱层石墨结构向有序的三维层状发展。

关键词：碳纤维压力微观形貌结构

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