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氮掺杂导电碳化硅陶瓷研究进展

材料工程 2022年第9期50卷 18-31页

作者：杨建国沈伟健李华鑫贺艳明闾川阳郑文健马英鹤魏连峰浙江工业大学化工机械设计研究所杭州310023 过程装备及其再制造教育部工程研究中心杭州310023 浙江工业大学机械工程学院杭州310023 中国核动力研究设计院成都610213

可电火花加工的导电碳化硅(SiC)陶瓷不仅可以克服传统高电阻率SiC陶瓷难加工的突出缺点,而且能够保留传统高电阻率SiC陶瓷的其他优异性能,在结构陶瓷领域取代传统的高电阻率SiC陶瓷具有突出优势。本文阐述了粉末烧结制备氮掺杂导电SiC... 详细信息

可电火花加工的导电碳化硅(SiC)陶瓷不仅可以克服传统高电阻率SiC陶瓷难加工的突出缺点,而且能够保留传统高电阻率SiC陶瓷的其他优异性能,在结构陶瓷领域取代传统的高电阻率SiC陶瓷具有突出优势。本文阐述了粉末烧结制备氮掺杂导电SiC陶瓷的原理,归纳总结分析了其粉末烧结制备方法、烧结助剂的种类及其所获得SiC陶瓷的热电和力学性能。同时,探讨了SiC陶瓷的电性能影响因素,为调控SiC陶瓷的电性能提供了参考依据。最后,指出了氮掺杂导电SiC陶瓷面临的主要挑战,在未来研究中,应聚焦于发展新烧结技术与烧结添加剂体系以及澄清电性能调控机制,为制备电阻率可控的高性能导电SiC陶瓷奠定技术基础。

关键词：碳化硅导电陶瓷氮掺杂电性能力学性能

机械合金化-放电等离子烧结合成Ti_(2)SnC导电陶瓷

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热加工工艺 2022年第22期51卷 35-41页

作者：郭士茹季文超王蕾长春理工大学光电信息学院吉林长春130114

Ti_(2)SnC化合物由于兼具陶瓷和金属的综合性能而引起了广大研究者的关注。采用机械合金化-放电等离子烧结Ti粉、Sn粉和C粉制备Ti_(2)SnC导电陶瓷材料,研究不同机械合金化时间和烧结温度对合成Ti_(2)SnC组织及性能的影响。研究表明:原... 详细信息

Ti_(2)SnC化合物由于兼具陶瓷和金属的综合性能而引起了广大研究者的关注。采用机械合金化-放电等离子烧结Ti粉、Sn粉和C粉制备Ti_(2)SnC导电陶瓷材料,研究不同机械合金化时间和烧结温度对合成Ti_(2)SnC组织及性能的影响。研究表明:原料粉体经机械合金化10 h后,发生自蔓延反应生成Ti_(2)SnC、TiC等陶瓷相,混合粉体颗粒粒径细小,并发生了团聚现象,经烧结获得的Ti_(2)SnC陶瓷块体的Ti_(2)SnC(002)与TiC(111)衍射峰强度比值(ITSC/ITC)达到2.31,且具有较高的致密度和硬度;而原料粉体球磨3 h后仍以单质状态存在并未发生反应,球磨混合粉体经烧结后陶瓷块体中的Ti_(2)SnC含量较高,Ti_(2)SnC(002)与TiC(111)衍射峰强度比值(ITSC/ITC)达到5.45,但烧结温度超过1000℃时峰强比反而下降,陶瓷块体具有较低的摩擦系数。

关键词：球磨工艺机械合金化 Ti_(2)SnC 导电陶瓷

导电陶瓷Ti_3SiC_2-Cu-C复合材料的制备与性能研究

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材料热处理学报 2009年第5期30卷 35-38页

作者：许少凡许少平江沣张中宝合肥工业大学材料学院安徽合肥230009 合肥工业大学机械与汽车学院安徽合肥230009

用粉末冶金法制备了一定含量的镀铜和不镀铜Ti3SiC2-Cu-C复合材料,以及Cu-C复合材料,对它们的物理和力学性能进行了测试,并在滑动速度为10m/s,载荷为4.9N的干摩擦条件下进行了36h磨损试验,结果表明:镀铜Ti3SiC2-Cu-C复合材料的导电性、... 详细信息

用粉末冶金法制备了一定含量的镀铜和不镀铜Ti3SiC2-Cu-C复合材料,以及Cu-C复合材料,对它们的物理和力学性能进行了测试,并在滑动速度为10m/s,载荷为4.9N的干摩擦条件下进行了36h磨损试验,结果表明:镀铜Ti3SiC2-Cu-C复合材料的导电性、硬度、抗弯强度和耐磨性优于不镀铜Ti3SiC2-Cu-C复合材料和Cu-C复合材料。

关键词：导电陶瓷复合材料电阻率抗弯强度耐磨性

稀土La对导电陶瓷BaPbO_3组织和电性能的影响

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稀有金属材料与工程 2004年第2期33卷 140-143页

作者：刘心宇曾中明万仁勇成钧桂林电子工业学院广西桂林541004 中南大学湖南长沙410083

采用化学液相共沉淀法制备了掺稀土La的BaPbO_3导电陶瓷;用XRD及SEM对粉末的结构和组织进行了研究,从而确定了液相共沉淀法制取Ba_(1-x)La_xPbO_3的合成温度;同时讨论了稀土La对BaPbO_3粉末合成过程及其电性能的影响。结果表明:采用液... 详细信息

采用化学液相共沉淀法制备了掺稀土La的BaPbO_3导电陶瓷;用XRD及SEM对粉末的结构和组织进行了研究,从而确定了液相共沉淀法制取Ba_(1-x)La_xPbO_3的合成温度;同时讨论了稀土La对BaPbO_3粉末合成过程及其电性能的影响。结果表明:采用液相共沉淀法能明显降低Ba_(1-x)La_xPbO_3粉末的合成温度,提高粉体的合成率,其合成温度大约在650℃左右;添加稀土La对BaPbO_3的电阻率的影响呈“W”形状变化,当x=10％mol时Ba_(1-x)La_xPbO_3的焙烧温度、组织、电阻率均达到最佳。

关键词：稀土 BaPbO3 导电陶瓷液相共沉淀法

机械合金化-热处理制备Ti_3AlC_2导电陶瓷的研究

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人工晶体学报 2015年第12期44卷 3715-3718,3723页

作者：刘可心金松哲杨晨东北电力大学工程训练中心吉林132012 长春工业大学先进结构材料教育部重点实验室长春130012 吉林大学汽车材料教育部重点实验室长春130025

对Ti、Al、C单质混合粉体进行机械合金化加工,通过对所得混合粉体进行高温热处理以此获得高纯度的Ti3AlC2陶瓷粉体,研究了球磨时间和热处理温度对粉体中Ti3AlC2纯度的影响。研究表明:在球磨转速550 r/min,球磨时间3 h的条件下,合成混合... 详细信息

对Ti、Al、C单质混合粉体进行机械合金化加工,通过对所得混合粉体进行高温热处理以此获得高纯度的Ti3AlC2陶瓷粉体,研究了球磨时间和热处理温度对粉体中Ti3AlC2纯度的影响。研究表明:在球磨转速550 r/min,球磨时间3 h的条件下,合成混合粉体中的Ti3AlC2的含量为83.5wt%。在8501000℃范围内,粉体中Ti3AlC2的含量随着热处理温度的升高而提高,当热处理温度为1000℃时,计算粉体中Ti3AlC2的含量高达99.7wt%;将观察倍数扩大到60000倍,可以清晰观察到Ti3AlC2典型六方形状的晶粒。

关键词： Ti3AlC2 机械合金化放电等离子烧结导电陶瓷

双掺杂的Sm_(0.9)Sr_(0.1)Al_(1-x)Co_xO_(3-δ)钙钛矿结构导电陶瓷的制备及其电性能

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物理学报 2011年第2期60卷 602-607页

作者：向军郭银涛褚艳秋周广振江苏科技大学数理学院镇江212003

采用有机凝胶法结合高温烧结制备了Sm0.9Sr0.1Al1-xCoxO3-δ(SSAC,x=0.2,0.4,0.5,0.6)系列钙钛矿结构混合导电陶瓷,并详细讨论了烧结温度和Co掺杂量对其晶体结构、相组成和电性能的影响.X射线衍射结果显示,过高的烧结温度或Co掺杂量都... 详细信息

采用有机凝胶法结合高温烧结制备了Sm0.9Sr0.1Al1-xCoxO3-δ(SSAC,x=0.2,0.4,0.5,0.6)系列钙钛矿结构混合导电陶瓷,并详细讨论了烧结温度和Co掺杂量对其晶体结构、相组成和电性能的影响.X射线衍射结果显示,过高的烧结温度或Co掺杂量都会导致杂相Sm(Sr)CoO3生成,Co在该体系的固溶限位于50mol%—60mol%之间,Co对Al的部分取代使晶格体积增大.电性能测量结果表明,SSAC陶瓷的电导率主要取决于p型电导,其导电行为符合小极化子跳跃导电机制;随着烧结温度的升高,材料的电导率逐渐增大;在固溶限内随Co含量的增加,SSAC陶瓷的电导率增大,表观活化能减小;1200℃烧结10h制得的单相Sm0.9Sr0.1Al0.5Co0.5O3-δ陶瓷体在800℃的电导率达63.4S/cm,表观活化能为0.14eV.具有良好电性能的SSAC导电陶瓷有望应用于高温电化学领域.

关键词：导电陶瓷 Sr和Co掺杂的SmAlO3 有机凝胶法电性能

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复相导电陶瓷的导电机理分析

人工晶体学报 2015年第12期44卷 3537-3542页

作者：吴炳辉周立娟刘晓燕张泳昌尹凯俐马在强张玉瑶山东理工大学材料科学与工程学院淄博255049 中材高新氮化物陶瓷有限公司淄博255000

讨论了复相导电陶瓷改性问题的研究,详细介绍了N型、P型、电子离子弥补型以及加入连通导电相型导电陶瓷各自典型的机理和电阻率的变化。分析表明:非半导体导电陶瓷是通过加入掺杂物引起基体晶格畸变或发生取代引起电子、离子的浓度变化... 详细信息

讨论了复相导电陶瓷改性问题的研究,详细介绍了N型、P型、电子离子弥补型以及加入连通导电相型导电陶瓷各自典型的机理和电阻率的变化。分析表明:非半导体导电陶瓷是通过加入掺杂物引起基体晶格畸变或发生取代引起电子、离子的浓度变化来影响电阻率的变化;半导体导电陶瓷是通过掺杂第五主族元素或第三主族元素分别形成N型半导体或P型半导体,产生大量的多余电子或可移动空穴,明显降低了材料的电阻率;连通导电相型导电陶瓷是在基体中掺杂导电相形成网状的导电连通相,从而为电子的转移提供了导电通道;最后对ZrB_2改性SiC基导电陶瓷进行了展望。

关键词：导电陶瓷电阻率导电机理

Si_3N_4-TiC和Si_3N_4-TiN复相导电陶瓷的制备及电加工性能研究

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人工晶体学报 2015年第4期44卷 1095-1100页

作者：古尚贤郭伟明伍尚华游洋蒋强国高棱广东工业大学机电工程学院广州510006

以TiC和TiN粉为导电相,利用热压烧结制备了Si3N4-TiC和Si3N4-TiN复相导电陶瓷。比较了TiC和TiN对Si3N4陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能、导电性能及电火花加工性能的影响。结果表明:高温下TiN与Si3N4具有良好稳定性,烧结后获得S... 详细信息

以TiC和TiN粉为导电相,利用热压烧结制备了Si3N4-TiC和Si3N4-TiN复相导电陶瓷。比较了TiC和TiN对Si3N4陶瓷相组成、致密度、显微结构、力学性能、导电性能及电火花加工性能的影响。结果表明:高温下TiN与Si3N4具有良好稳定性,烧结后获得Si3N4-TiN复相导电陶瓷,然而高温下TiC却与Si3N4反应形成了TiC0.5N0.5和SiC,烧结后获得Si3N4-TiC0.5N0.5-SiC复相导电陶瓷。虽然TiN和TiC的引入对Si3N4的硬度和断裂韧性的影响没有明显差别,然而TiC的引入可以更好的改善Si3N4的致密化、导电性能及电火花加工性能;与以TiN为导电相所制备的Si3N4基导电陶瓷相比,以TiC为导电相所制备的Si3N4基复相导电陶瓷电火花加工后表面的粗糙度值和材料去除率更低。

关键词： Si3N4-TiC Si3N4-TiN 热压烧结导电陶瓷导电性

采用气相稀土扩渗法制备PbTiO_3基导电陶瓷

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稀有金属材料与工程 2005年第9期34卷 1361-1364页

作者：郝素娥韦永德黄金祥孙亮哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001

通过对钛酸铅陶瓷气相扩渗稀土元素,制备了导电陶瓷材料。通过X射线衍射、电子探针X射线能谱和扫描电镜测试分析,表明稀土元素La,Ce,Gd,Sm等均已渗入到PbTiO3陶瓷体相中,并生成了新的化合物La5O7NO3,La2C2O2,Gd2O3,La2Ti6O15,SmO和CeTi2... 详细信息

通过对钛酸铅陶瓷气相扩渗稀土元素,制备了导电陶瓷材料。通过X射线衍射、电子探针X射线能谱和扫描电镜测试分析,表明稀土元素La,Ce,Gd,Sm等均已渗入到PbTiO3陶瓷体相中,并生成了新的化合物La5O7NO3,La2C2O2,Gd2O3,La2Ti6O15,SmO和CeTi21O38,并使扩渗后的PbTiO3基陶瓷的导电性能发生了十分显著的变化,其室温电阻率从纯PbTiO3陶瓷的2.0×1010?·m下降为0.2?·m,而且随着温度的变化,晶粒电阻呈现明显的PTCR效应,而晶界电阻随着温度的升高,呈急剧连续降低状态,总电阻的变化规律与晶界电阻的变化相类似,试样总电阻的PTCR效应已不存在,已表现出导电体特征。

关键词：稀土钛酸铅气相扩渗导电陶瓷