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粉末冶金技术 2008年第2期26卷 145-151,152页

作者： Randall M. German 韩凤麟(译) CAVS Chair Professor in Mechanical Engineering Director Center for Advanced Vehicular Systems Mississipi State University P. O. Box 5405 Mississippi State MS 39762-5405 USA 不详

就固-液-孔隙系统的流变学特性而言,粉末注射成形与液相烧结具有同样特点。粉末注射成形起始于1930年代,而金属粉末的液相烧结大体上也可溯源于同一时代。这2种工艺都对粘度和固体含量与温度的关系高度敏感,但都有所不同。因此,提出了... 详细信息

就固-液-孔隙系统的流变学特性而言,粉末注射成形与液相烧结具有同样特点。粉末注射成形起始于1930年代,而金属粉末的液相烧结大体上也可溯源于同一时代。这2种工艺都对粘度和固体含量与温度的关系高度敏感,但都有所不同。因此,提出了一个包括应变速率、颗粒大小、固体含量等因素及颗粒结合程度的模型。在液相烧结中,固体在液体中的溶解度通过颗粒结合影响与时间相关的粘度。同样,在粉末注射成形中,长聚合物的缠结影响与时间相关的粘度。粉末注射成形与液相烧结二者的相似之处,在于都能够将流变学特性模型用于计算机模拟。

关键词：粉末注射成形液相烧结流变学模型粘度粘性流动烧结

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三维编织碳纤维增强莫来石基复合材料的制备及其性能研究

三维编织碳纤维增强莫来石基复合材料的制备及其性能研究

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作者：戴科伟国防科学技术大学

学位级别：硕士

莫来石陶瓷具备耐高温、耐腐蚀、密度低、抗氧化性能好等优点,在航空航天领域具有广阔的应用前景,但较差的室温力学性能严重限制了其应用。论文在莫来石基复合材料文献调研的基础上,以三维编织碳纤维预制件来补强增韧莫来石陶瓷。针对... 详细信息

莫来石陶瓷具备耐高温、耐腐蚀、密度低、抗氧化性能好等优点,在航空航天领域具有广阔的应用前景,但较差的室温力学性能严重限制了其应用。论文在莫来石基复合材料文献调研的基础上,以三维编织碳纤维预制件来补强增韧莫来石陶瓷。针对三维编织件的特殊结构,设计采用高固相含量的莫来石双相溶胶为原料,利用溶胶-凝胶法制备莫来石基复合材料。定制了混合型双相溶胶和合成型双相溶胶两种溶胶体系,分析比较了两种溶胶体系的固含量、陶瓷产率、莫来石化行为、复合材料的致密化效率、力学性能等。结果表明,合成型溶胶制备得到的复合材料的弯曲强度是混合型溶胶制备所得复合材料的2.4倍,优选合成型溶胶作为莫来石先驱体。系统研究了不同Al-Si比的合成型溶胶的莫来石化与烧结收缩行为。1300°C热处理后溶胶基本实现莫来石化,1400°C处理后陶瓷产率为11-16wt%。莫来石化程度随着温度升高而增加,莫来石陶瓷粉末的致密程度随热处理温度的提高而增加。以合成型溶胶为原料,经过18个周期的“浸渍-干燥-烧结”得到莫来石基复合材料,其孔隙率为26-44%,密度为1.7-1.9g/cm3,弯曲强度为200-245MPa,模量为38-41GPa,呈现韧性断裂模式。总体上,随着Al-Si配比、烧结温度的提高,复合材料的孔隙率增加,但基体的致密度随着温度提高有明显增加。孔隙率和基体致密度的综合效应使得复合材料的力学性能随烧结温度与Al-Si比而变化的幅度很小。在1000-1600°C、静态空气、氧化时间0.5h的条件下,考察了复合材料的抗氧化性能。1200°C、1400°C制备的复合材料的氧化失重率大约在2%左右,强度保留率在76%以上。1000°C制备的复合材料的失重率高达10%左右,强度保留率在9-73%之间。在1200℃及以上温度下烧结时,SiO2的粘性流动烧结机制为C纤维提供了较好的保护作用,从而提高复合材料的抗氧化性能。本文的研究表明,利用高固相含量的莫来石双相溶胶可高效制备得到性能较好的三维碳纤维增强莫来石复合材料,孔隙率是影响复合材料力学性能的主要因素。后续通过改善浸渍方式、干燥工艺、烧结制度等,有望显著降低复合材料的孔隙率,进一步提高复合材料的力学性能。

关键词：莫来石基复合材料三维编织碳纤维溶胶-凝胶法力学性能孔隙率粘性流动烧结

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掺杂过渡金属氧化物的CeO2基固体电解质的制备与性能研究

掺杂过渡金属氧化物的CeO2基固体电解质的制备与性能研究

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作者：张志娟贵州大学

学位级别：硕士

本文采用低温燃烧合成法(LCS)制备掺杂的CeO基固体电解质，研究了其制备工艺和制得电解质的性能。通过比较，采用柠檬酸作还原剂，乙二醇作为分散剂。发现柠檬酸与硝酸盐的摩尔比为2.0时，制备的CGO样品的相对密度最大，且电导率较高。... 详细信息

本文采用低温燃烧合成法(LCS)制备掺杂的CeO基固体电解质，研究了其制备工艺和制得电解质的性能。通过比较，采用柠檬酸作还原剂，乙二醇作为分散剂。发现柠檬酸与硝酸盐的摩尔比为2.0时，制备的CGO样品的相对密度最大，且电导率较高。由XRD谱，样品700℃预烧结2h后，立方萤石晶型发育较好。选用干压成型法，在400MPa压力下压制样品，当成型压力大于400MPa时，由于弹性后效的作用，烧结体容易发生分层、开裂。实验表明，采用低温燃烧法(LCS)制得的CGO粉料为纳米级粉末，明显降低了样品的烧结温度。CGO样品在1200℃烧结，相对密度即可达90％左右。研究发现，在CGO中掺入CoO、FeO、MnO作为烧结助剂，均在一定的、较低的烧结温度范同内有助于样品的烧结致密。原因是粘性流动机理发生，使晶粒重排加快，加速了烧结过程，使烧结温度降低。通过延长烧结时间，掺2％mol CoO样品在1100℃烧结6h和掺2％mol FeO样品在1200℃烧结6h的相对密度分别可达95.2％和97.4％。掺杂CoO、MnO对CGO电导率的影响类似：由于半径较小的Co、Mn离子固溶进CGO品格产生的Co′、Mn′缺陷易与V(?)形成缔合体，导致载流子迁移困难，从而使掺杂样品的电导率略有下降，但幅度很小。由于FeO对CGO样品品界中的SiO杂质有“清除”作用，掺杂FeO后晶界电导率显著增大，使掺杂FeO的CGO样品的电导率比未掺样品的电导率大得多。

关键词：固体电解质 CeO2 过渡金属氧化物低温燃烧合成法粘性流动烧结致密度电导率

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