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8YSZ陶瓷成型与烧结工艺的优化

任继文 , 成佐明

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.07.006

为了改善8YSZ陶瓷的力学性能,以8YSZ双粒度粉体为研究对象,对其进行干压成型、无压烧结实验.对成型压力、保压时间及黏结剂用量等成型工艺参数进行了优化;利用正交实验对烧结方案进行了设计,讨论了烧结温度、升温速率、保温时间、烧结方式等烧结工艺参数对8YSZ陶瓷烧结性能和力学性能的影响,并优化出其烧结工艺参数.结果表明:选取PVA加入量10%(质量分数)、成型压力10MPa、保压时间30s的成型工艺参数,可压制出相对密度为54.9%的陶瓷坯体;选取烧结温度1500℃,保温时间4h,升温速率5℃/min,烧结方式裸烧的烧结工艺参数,可制备出相对密度为98.3%,抗弯强度为100.3MPa的8YSZ陶瓷.

关键词: 8YSZ , 干压成型 , 烧结 , 正交实验 , 优化

添加3Y-TZP对8YSZ电解质材料的力学和电学性能的影响

江虹 , 郭瑞松 , 李海龙

硅酸盐通报

采用机械混合方法,在8YSZ电解质材料中添加3Y-TZP,目的是在满足YSZ电解质电学性能要求的前提下,提高材料的力学性能.试样在常压下烧结,通过弯曲强度﹑断裂韧性﹑电导率测定和相组成分析,讨论了3Y-TZP添加量的影响.实验结果表明:加入3Y-TZP能显著提高陶瓷体的力学性能,弯曲强度和断裂韧性随着添加量的增多而提高;电学性能在0~30%(质量百分比,下同)的添加量时下降很小.添加30% 3Y-TZP的电解质材料在1000 ℃电导率为0.11 S/cm,强度接近300 MPa,综合效果最好.

关键词: 相变增韧 , 固体电解质 , 3Y-TZP , 8YSZ

单项掺杂对8YSZ粉体3~5μm波段发射率的影响

王慧慧 , 徐国跃 , 张建超 , 石枭 , 马惠 , 侯海丽

兵器材料科学与工程

采用高温固相法对8YSZ粉体分别进行ZnO、Al2O3及MoO3的单项掺杂,通过XRD、SEM等表征手段,探讨分析单项掺杂影响8YSZ粉体发射率的机理。结果表明:单项掺杂后8YSZ粉体3~5μm波段下的红外发射率从室温~600℃下保持不断降低的趋势,掺杂Al2O3后粉体的发射率整体上升,而掺杂ZnO及MoO3后的8YSZ粉体发射率整体有所降低;单项掺杂MoO3的效果最好,掺杂的摩尔分数为5%,样品粉体(MoO3)0.05(8YSZ)0.95的发射率最低,降至600℃下的0.249。

关键词: 8YSZ , 单项掺杂 , 发射率 , 导电性

柠檬酸络合法制备8YSZ及高温热处理对其发射率的影响

王笃功 , 徐国跃 , 蒋勇 , 李磊 , 乔加亮 , 段凯歌

兵器材料科学与工程

采用柠檬酸络合法制备8YSZ粉体,通过测试发现该粉体常温至600℃的发射率呈现不断降低的规律。对所制备的8YSZ粉体进行高温热处理,结果表明,1400℃处理2 h的粉体发射率最低,在600℃下可降至0.288,可以选作为红外隐身涂层的颜料。通过EDS、XRD、SEM等表征手段,探讨分析了热处理影响8YSZ粉体发射率的机理。

关键词: 柠檬酸络合法 , 8YSZ , 发射率 , 高温热处理

多元掺杂8YSZ电解质性能的研究

刘小英 , 黄晓巍 , 吴星星 , 陈静

材料导报

利用高温熔融-水淬-球磨法制备TiO2-SrO水冷粉体.将该粉体引入8YSZ陶瓷基体中,研究其对材料致密化、相组成、显微结构、力学性能及电学性能的影响.结果表明,引入TiO2-SrO后,材料的烧结机理为液相烧结,有利于致密化.引入量较少(1%(质量分数))时可不同程度地提高8YSZ的抗弯强度与电导率,因此可以成为较好的SOFC电解质材料.

关键词: 8YSZ , 显微结构 , 力学性能 , 电学性能

Y2O3掺杂ZrO2基电解质材料的离子传导性能及研究进展

张强 , 林振汉 , 唐辉 , 王欣

中国材料进展

纯二氧化锆掺杂了与锆离子半径相近的低价阳离子后,会产生较多氧空穴,可以实现离子导电.其中Y2O3,掺杂ZrO2基电解质材料有着优越的离子传导能力,它已经被广泛的应用到传感器和固体电解质上.介绍了Y2O3掺杂ZrO2基电解质材料导电的机理,简述了YSZ材料以及多元掺杂的ZrO2基电解质材料的研究进展.

关键词: 8YSZ , 电导率 , 空穴 , 掺杂

LaMgAl11O19加入对8YSZ 材料力学性能的影响

李吉皎 , 房明浩 , 黄赛芳 , 黄朝晖 , 刘艳改

人工晶体学报

为改善 8YSZ 材料的力学性能,利用呈板片状结构的 LaMgAl11O19 来强韧化 8YSZ 陶瓷,在 1600 ℃下保温 3 h制备了LaMgAl11O19 -8YSZ 复相陶瓷,研究了 LaMgAl11O19 的添加量对 8YSZ 基复相陶瓷的致密度、显微形貌和力学性能的影响.结果表明,添加板片状 LaMgAl11O19可较明显地改善8YSZ陶瓷的力学性能.当 LaMgAl11O19 的添加量为 20 wt%时,8YSZ基复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为297.4 MPa和4.0 MPa·m1/2.

关键词: 8YSZ , LaMgAl11O19 , 抗弯强度 , 断裂韧性

固体氧化物燃料电池电解质8YSZ薄膜的水系流延

黄祖志 , 罗凌虹 , 卢泉 , 程亮 , 付长翼 , 郎莹

人工晶体学报

本文采用水系浆料流延成型法制备固体氧化物燃料电池SOFC的电解质材料(8%摩尔分数Y2O3,稳定的ZrO2,下称8YSZ)薄膜,研究了三种不同类型的分散剂对8YSZ浆料稳定性的影响.通过优化pH值和分散剂用量等因素,使浆料的稳定性达到最佳,获得固相含量高达62%质量分数的适合流延的8YSZ水系浆料.以该浆料为原料,采用流延的方法成型8YSZ薄膜,获得了显微结构均匀、相对密度达49.4%、表面光滑、无裂纹、柔韧性好、干燥后厚度为50 μm左右的薄膜素坯.该素坯在1350℃保温4 h烧结得到相对密度大于96%的致密8YSZ烧结薄膜.

关键词: 水系流延 , 分散 , 8YSZ , SOFC

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