陶瓷层

摘要： 热障涂层可在航机/燃机热端部件表面起到隔热、保护基体的作用,在服役过程中除隔热性能外,服役寿命也是评价热障涂层性能的一个重要特征,影响热障涂层寿命的因素多且复杂.论文综述了导致热障涂层失效、影响涂层寿命的主要因素,包括粘结层表面热生长氧化物生长、陶瓷层高温热暴露后相变和烧结等,并进一步介绍了提高热障涂层寿命的涂层设计研究进展.从粘结层抗氧化、抗烧结陶瓷层、柱状结构陶瓷层、双陶瓷层四个方面,介绍了基于结构设计提高热障涂层寿命的方法.采用粘结层预氧化处理的方法提高粘结层的抗氧化性能,通过等隔热功能层级结构设计双陶瓷层结构涂层实现长寿命减厚设计,均有效地提高涂层的热循环寿命.

摘要： 硅基材料因其高能量密度、适中的充放电平台以及丰富的储量成为最具有潜力的下一代锂离子电池负极材料,但其较差的循环稳定性是目前硅基负极材料应用的瓶颈。目前的研究主要通过导电性改进、控制体积膨胀和改进固体电解质界面这三方面来改进材料,并取得了一定的效果。但是,目前的改进主要是从电化学的角度出发,忽略了硅基材料与电解液之间的本征化学反应。本文综述了清华大学化工系魏飞课题组近年来在硅基负极与电解液本征化学反应分析与抑制策略的系列工作,从硅基材料与电解液的反应动力学出发,发现了影响硅基负极界面稳定性的另外因素,对其进行深入研究的基础上,提出了抑制副反应的有效策略,研究了抑制本征化学反应的策略。结果表明,通过引入陶瓷包覆层形成规整人造SEI层,在保证锂离子和电子的传输前提下,可有效抑制硅基材料与电解液的化学反应。本文对硅基材料与电解液的本征化学反应的抑制提出了有效策略,为提高硅基负极材料循环稳定性提供了新思路,有效指导了硅基负极材料的发展。

摘要： 近年来,飞机结构的寿命问题不断突出,因而人们倍加关注铝金属的腐蚀性及疲劳性问题。为达到铝合金的抗腐蚀要求,针对铝合金材料处理所提出的要求也更为严格。微弧氧化技术属于新型处理技术,运用该技术可形成与基体金属结合更为紧密的陶瓷层,可提大提升有色金属的抗磨损与抗腐蚀性,也可提高其对热冲击的抵御能力,目前在航天航空、电子以及机械等多个领域都展现出了良好的应用价值。

摘要： 为了提高氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性及阻氢性能,采用恒压模式对氢化锆基体进行微弧氧化处理,在磷酸盐电解液体系下,研究阶段占空比分别为40％-50％-60％、50％-60％-40％和60％-50％-40％三种情况下陶瓷层的生长过程.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、膜层测厚仪分析陶瓷层的形貌、相结构及厚度;通过真空脱氢实验评价不同阶段占空比模式下获得陶瓷层的阻氢性能.研究结果表明:不同阶段占空比模式下在ZrH1.8表面可制得厚度分别为162.6、175.9、158.7μm的氧化锆陶瓷层,且所制微弧氧化陶瓷层均由M-ZrO2、T-ZrO2以及Zr0.95Ce0.05O2三种物相组成,阶段占空比对陶瓷层物相组成无显著影响;阶段占空比为40％-50％-60％条件下,氢化锆表面所制陶瓷层厚度达到162.6μm,氢渗透降低因子(Permeation Reduction Factor,PRF)达到12.5,阻氢性能较佳.

摘要： ZL109铸造铝合金具有轻量化、惯性小和比强度高等优点,但表面硬度低、强度差、耐磨性差、易腐蚀等缺点限制了其在高速复杂工况下的应用.微弧氧化反应可以在铝合金表面生成一层陶瓷膜,该膜层具有硬度较高和耐磨损、耐腐蚀性能较好等特点.部分职业院校开设微弧氧化相关实验课程,课程中最常用到的实验材料是ZL109铝合金.文章重点研究微弧氧化陶瓷层特点、陶瓷层成膜机理及影响因素、制备陶瓷层的设备及其功能、制备工艺流程及其规范,以期达到规范ZL109铝合金微弧氧化制备工艺的目的.

摘要： 为了最大程度地提升发动机的性能和效率,热障涂层通常在燃气温度超过无涂层涡轮叶片耐温能力的环境下使用,涂层一旦失效,就会迅速导致构件的烧蚀和断裂。因此,研究热障涂层系统的失效模式及损伤机理,进而合理地评估涂层疲劳寿命,对发展热障涂层应用技术有重要意义。

摘要： 目的以Q235钢为基材,制备微弧氧化陶瓷层,提高钢铁材料耐LBE腐蚀性。方法采用TIG熔-钎焊并添加ER4043焊丝的方法,对1.5 mm厚的5A06铝合金和3 mm厚的镀锌Q235钢进行焊接,焊后对接头进行280°C保温30 min的退火热处理。同时,采用合适的微弧氧化工艺在铝/钢焊缝表面制备微弧氧化陶瓷层,研究微弧氧化处理对钢材耐LBE腐蚀性的影响。结果采用TIG熔-钎焊的方法对铝/钢异种金属进行焊接时,铝/钢界面会不可避免地产生金属间化合物层,对铝/钢熔-钎焊接头进行280°C保温30 min的退火热处理后,金属间化合物层的厚度可达9～10μm,化合物层主要由Al_8Fe_2Si相和少量的[Al,Fe,Si]、Al_(13)Fe_4相组成,接头抗拉强度高达185 MPa,且断裂发生在铝母材处。微弧氧化处理可使焊缝表面原位生成均匀的陶瓷层,陶瓷层表面呈"火山状"形貌,且"火山状"物质的中心有较多不同尺寸的放电微孔。陶瓷层主要由α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3和莫来石相组成,且其表面粗糙度较低。Q235钢经过腐蚀后,表面出现较多的腐蚀坑,Pb、Bi元素向碳钢内部扩散;而陶瓷层经过腐蚀后,表面没有明显的腐蚀现象。结论微弧氧化处理可显著提高钢铁材料耐LBE腐蚀性,阻碍Pb、Bi元素向钢铁内部的扩散。

摘要： 目的利用微弧氧化表面处理技术,通过改变电解液成分,在ZrH_(1.8)表面原位制得一层致密的复合陶瓷层。方法通过在电解液中添加CeO_2颗粒,采用恒压模式对氢化锆(ZrH_(1.8))表面进行微弧氧化处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、涂层测厚仪、涂层附着力自动划痕仪,分析陶瓷层表面和截面形貌、相结构、厚度及其与基体的结合力,通过Archimedes排水法对所制备陶瓷层的致密性进行定量分析。结果 CeO_2颗粒的添加有利于陶瓷层的生长,与不添加CeO_2颗粒所制得的陶瓷层相比,加入CeO_2后,陶瓷层的厚度有所增加,陶瓷层与基体的结合力由81 N增大至104 N。XRD分析表明,陶瓷层中出现CeO_2特征峰,可知CeO_2在微弧氧化过程中成功地吸附在陶瓷层表面。不添加CeO_2时,陶瓷层的孔隙率为14.22%;添加CeO_2后,陶瓷层的孔隙率降低至5.79%。结论 CeO_2颗粒的加入可有效提高基体ZrH_(1.8)与陶瓷层的结合力,降低了陶瓷层的孔隙率,使氢化锆表面微弧氧化陶瓷层的致密性得到改善。

摘要： 目的提高碳钢耐液态Pb-Bi耐腐蚀性能。方法采用熔钎焊的方法,对6061铝合金和Q235钢进行搭接焊,焊后采用微弧氧化技术在焊接接头制备微弧氧化陶瓷层,将其放入350°C的高温液态Pb-Bi中进行300h静态腐蚀试验。结果选用钨极氩弧焊机,用ER4043焊丝作为钎料,通过调节焊接参数,在焊接电流为85 A、焊接速度为140 mm/min的参数下,铝层与Q235钢的结合强度达到182 MPa,金属间化合物厚度为7.3μm。在2 g/L KOH+4 g/L Na2Si O3·9H2O的电解液中进行微弧氧化试验,放电孔洞直径和数量随着电流密度的增大而增加。通过对比发现,在10A/dm2下生成的氧化膜层厚度适宜,同时致密性较好,陶瓷层由γ-Al2O3和α-Al2O3组成。经过静态腐蚀后,Q235碳钢母材试样表面被明显腐蚀,而Q235钢微弧氧化后的试样则有较好的耐腐蚀性能,其中10 A/dm2电流密度参数下制得的氧化膜层耐蚀性能最优。结论微弧氧化陶瓷膜层可显著提高材料在高温液态Pb-Bi合金中的耐腐蚀性能,且膜层致密性和厚度会影响其对材料的保护作用。

摘要： 本文利用微弧氧化技术在镁锂合金表面制备陶瓷层,在硅酸盐电解液中加入石墨烯添加剂,得到含碳微弧氧化陶瓷层.利用电子扫描显微镜(SEM)观察其表面形貌和截面厚度,利用能谱仪(EDS)分析陶瓷层成分.其结果表明电解液中加入石墨烯添加剂制备出的陶瓷层表面存在大量微孔,微孔直径变小.陶瓷层总厚度约为15um,分为致密层(3um)和疏松层(12um).利用X射线衍射仪(XRD)检测陶瓷层物相组成,其结果表明陶瓷层主要由Mg、Li、SiO2、MgO和Mg2SiO4物相组成.利用原子力显微镜(AFM)检测陶瓷层表面粗糙度,其结果表明含碳陶瓷层的表面粗糙度降低了83.174nm.利用CS360电化学工作站检测了陶瓷层在NaCl溶液中的耐蚀性,其结果表明含碳陶瓷层耐腐蚀性有所提高.

摘要： 微弧氧化技术能够有效实现金属材料表面的陶瓷化改性，从而增强金属基体的耐蚀、耐磨性表面特殊的电学、热学及光学性质。研究了1A09、2A12和ZL101A三种常用铝合金在相同处理条件下的微弧氧化行为特征;分别采用XRD、显微维氏硬度计、划痕仪及电化学工作站测试了制备出的陶瓷层的相结构、硬度、结合力及电化学耐蚀性.结果表明:基体种类会对铝合金的微弧氧化行为、陶瓷层的硬度和结合力产生显著影响.其中,1A09铝合金的起弧时间较短,起弧电压较低,但终弧电压较高;与之对应的陶瓷层的硬度和结合力均最高,分别为1041HV0.02和12N.

摘要： 热障涂层在热震过程中的失效,通常是由热震过程中的应力累积造成的,但归根结底都是伴随着热生长氧化物层(Ther-mally Grown Oxide,TGO)的生长及TGO内部及附近裂纹的扩展造成的.本文针对等离子体喷涂单陶瓷层的质量分数为8wt.％的Y2O3稳定的ZrO2 (YSZ)涂层体系,将打底层NiCrAlY和YSZ层之间的TGO层等效为具有正弦结构曲线的界面层.采用有限元方法模拟计算了陶瓷层内部横向裂纹和纵向裂纹对热障涂层热震过程中TGO处应力的影响规律.研究结果表明:相对于横向裂纹,纵向裂纹更能够释放部分TGO处的拉应力集中.当存在横向裂纹时,最大拉应力分布TGO/BC界面的波峰处,最大压应力则分布在TGO内部正负曲率拐点处.当存在纵向裂纹时,最大拉应力则转移到纵向裂纹尖端附近.横向裂纹和纵向裂纹对TGO处应力的影响存在明显的差异.纵向裂纹的分布位置也对最大应力产生一定影响.

摘要： 研究发现在微弧氧化过程中引入超声波作用,能够提高陶瓷层生长速率和质量.通过在微弧氧化过程的不同阶段引入超声波作用,将超声波引入时间细化,来研究超声波对不同时期微弧氧化的作用.通过XRD、SEM以及电化学分析等方法对陶瓷层断面形貌、元素含量分布、相组成、表面形貌和耐蚀性进行分析.结果表明超声波对微弧氧化各阶段都有影响.超声波的引入促进陶瓷层厚度的增加,尤其在后期引入超声波,厚度增加最大;前期引入超声波,陶瓷层内γ-Al2O3含量增加,Si、P元素含量最高,陶瓷层质量最好,耐蚀性能也最好;后期引入超声波陶瓷层内α-Al2O3相含量最高.

摘要： 利用微弧氧化技术在7N01铝合金表面形成微弧氧化陶瓷膜层，分析了微弧氧化陶瓷层的相组成和显微结构、表面形貌；并测试陶瓷膜层的摩擦学性能。结果表明：微弧氧化陶瓷膜层相组成主要由α-Al2O3和γ- Al2O3两相构成，氧化陶瓷层与基体界面结合良好，但呈现疏松层和致密层两层结构，厚度为30~35μm，表面硬度可达到1300HV0.1左右；微弧氧化技术可以显著提高铝合金的表面耐磨性，降低铝合金基体的摩损率和磨擦系数。

摘要： 强流脉冲电子束对陶瓷层表面改性,陶瓷表面形成重熔层且光滑致密提高了陶瓷的耐腐蚀性,起到封装陶瓷表面的作用。本文采用有限差分方法对二维轴对称温度场进行了数值模拟。对于能量密度为8.5 J/cm2,脉冲持续时间为50μs电子束,模拟结果显示:最大熔化厚度为3.2μm,加热率为107～108Ks-1,温度梯度为109 Km-1,该结果得到实验验证。同时我们预测了脉冲持续时间50μ的电子束,能量密度与最大重熔厚度之间的关系。结果表明理想的封装能量密度应该在12～15 J/cm2之间。

摘要： 利用微弧氧化技术,通过在电解液中加入石墨烯添加剂,在镁锂合金表面制备出一层含碳的微弧氧化陶瓷层.利用扫描电镜、原子力显微镜以及X射线衍射仪分析了陶瓷层的表面形貌、粗糙度以及物相组成,利用摩擦磨损试验仪对陶瓷层在室温下的摩擦学性能进行研究.其结果表明,加入石墨烯后制备出的含碳陶瓷层表面放电微孔分布均匀,且其微孔尺寸和陶瓷层表面粗糙度均明显降低.此外,含碳陶瓷层主要由Si02、Mg2Si04以及MgO物相组成,而石墨烯则以机械形式弥散分布于陶瓷层中并起到减摩作用.当石墨烯含量为10mL/L时,陶瓷层表面显微硬度为1317.6HV0.1kg,其摩擦系数仅为0.09,表现出良好的摩擦学性能.

摘要： 在传统浸入式微弧氧化的基础上,介绍了喷射式微弧氧化技术的研究现状,简述了其基本原理,并对未来的发展提出展望.文中还使用了喷射式微弧氧化设备在5083铝合金表面制备一层陶瓷层,分析了膜层的厚度生长曲线、显微硬度、表面形貌、动电位极化曲线和预腐蚀疲劳寿命,并与浸入式膜层比较,从而证明喷射式微弧氧化的可行性.结果发现:浸入式和喷射式微弧氧化制备的膜层在厚度、硬度以及表面形貌方面特征相近;膜层的电化学性能较铝合金基体都明显改善;预腐蚀后的疲劳寿命相比铝合金基体提高20％以上.因此,在不宜采用浸入式处理方法的环境下,可采用喷射式微弧氧化代替.

摘要： 本文概括地讲述了镁合金微弧氧化表面处理技术，重点介绍了微弧氧化工艺参数对微弧氧陶瓷层的形成和陶瓷层耐蚀性影响的定性规律，同时还简单介绍了镁合金微弧氧化表面处理技术的原理以及整个工艺。

摘要： 介绍了直接复合技术和二次复合技术即微弧氧化与后处理技术(溶胶凝胶技术、化学镀、电泳涂装、热喷涂、磁控溅射技术等)相结合的研究现状.综述了两种方式对形成的复合膜层微观形貌、力学性能、耐蚀性能等方面的影响.

摘要： 本发明提供一种电介质陶瓷组合物，它作为主成分含有：从单独的Zn的氧化物、以及Mg的氧化物以及Zn的氧化物中选出的一种、Cu的氧化物、Si的氧化物，作为副成分含有：从Si的氧化物、Zn的氧化物、Ba的氧化物、Ca的氧化物、Sr的氧化物、Li的氧化物中选出的至少一种、B的氧化物，且包含玻璃软化点为750°C以下的玻璃成分，相对于100％重量的所述主成分，所述玻璃成分的含有量为1.5～15重量％。如果采用本发明，则可以提供能够相对减少玻璃成分的含有量，并且能够在低温(例如950°C以下)下进行烧结，并且显示良好的特性(介电常数、f·Q值、绝缘电阻)，也可以与不同材料同时烧结。

摘要： 本发明涉及一种在C/SiC复合材料上制备陶瓷防护层的方法以及由此制得的陶瓷防护层。所述方法为：通过浸渍‑固化‑高温裂解工艺在C/SiC复合材料的表面制得ZrC‑SiC过渡层，浸渍液为含有锆和硅的重量比为(1～8)：1的锆硅一体化陶瓷前驱体溶液；通过刷涂工艺在所述ZrC‑SiC过渡层的基础上制得ZrC抗氧化涂层；通过化学气相沉积法在所得到的ZrC抗氧化涂层表面沉积SiC封孔层，由此在C/SiC复合材料上制得陶瓷防护层。本发明制备的陶瓷防护层能够在2000°C以上温度具有优异的抗氧化性能，还与基体具有较高的结合力，在新型高超声速飞行器的翼舵、前缘、端头、发动机等结构件上具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明提供了一种晶界层陶瓷材料、晶界层陶瓷基片的制备方法及其应用，属于芯片电容器技术领域。本发明提供的晶界层陶瓷材料包括以下质量份数的制备原料：SrTiO3 95.35～99.30份、Nb2O3 0.30～0.55份和改性添加剂0.30～5.00份；所述改性添加剂为BaCO3、Nd2O3、CaO、Sm2O3、Al2O3和SiO2中的一种或几种。本发明提供的晶界层陶瓷材料具有优异的电性能和可控性，由该晶界层陶瓷材料制备的晶界层陶瓷基片具有优良的重复性和一致性。

摘要： 提供一种叠层陶瓷电容器内部电极用膏体，其包含镍粉末、聚乙烯醇缩丁醛及乙基纤维素，该镍粉末的含有量为100质量份时，该聚乙烯醇缩丁醛的含有量为1.0质量份以上，该乙基纤维素的含有量小于6.0质量份。

摘要： 本发明提供一种电介质陶瓷组合物，它作为主成分含有：从单独的Zn的氧化物、以及Mg的氧化物以及Zn的氧化物中选出的一种、Cu的氧化物、Si的氧化物，作为副成分含有：从Si的氧化物、Zn的氧化物、Ba的氧化物、Ca的氧化物、Sr的氧化物、Li的氧化物中选出的至少一种、B的氧化物，且包含玻璃软化点为750°C以下的玻璃成分，相对于100％重量的所述主成分，所述玻璃成分的含有量为1.5～15重量％。如果采用本发明，则可以提供能够相对减少玻璃成分的含有量，并且能够在低温(例如950°C以下)下进行烧结，并且显示良好的特性(介电常数、f·Q值、绝缘电阻)，也可以与不同材料同时烧结。电介质陶瓷组合物、叠层符合电子部件、叠层共模滤波器、叠层陶瓷线圈以及叠层陶瓷电容。

摘要： 本发明公开了一种高介晶界层陶瓷材料及晶界层陶瓷基板的制备方法，陶瓷材料包括：主体材料：钛酸锶；施主材料：La2O3和Nb2O5；烧结助剂：SiO2和Li2CO3；受主材料：Bi2O3、CuO和ZnO中的一种或多种；烧结助剂用于降低瓷料烧结温度并促进晶粒发育；受主材料作为氧化烧结的晶界绝缘化涂覆料；基于上述陶瓷材料以二次烧结完成晶界层陶瓷基板制备，分别为还原半导体化烧结和氧化晶界层绝缘烧结。本发明在陶瓷材料中掺加助烧剂并采用二次烧结方式制备陶瓷基板，一方面节省能源，另一方面可以在较低烧结温度下得到较大尺寸粒径，有利于介电常数提高；同时，在晶界绝缘化过程中，添加ZnO，提升产品绝缘电阻和绝缘强度。

摘要： 本发明涉及一种在C/SiC复合材料上制备陶瓷防护层的方法以及由此制得的陶瓷防护层。所述方法为：通过浸渍‑固化‑高温裂解工艺在C/SiC复合材料的表面制得ZrC‑SiC过渡层，浸渍液为含有锆和硅的重量比为(1～8)：1的锆硅一体化陶瓷前驱体溶液；通过刷涂工艺在所述ZrC‑SiC过渡层的基础上制得ZrC抗氧化涂层；通过化学气相沉积法在所得到的ZrC抗氧化涂层表面沉积SiC封孔层，由此在C/SiC复合材料上制得陶瓷防护层。本发明制备的陶瓷防护层能够在2000°C以上温度具有优异的抗氧化性能，还与基体具有较高的结合力，在新型高超声速飞行器的翼舵、前缘、端头、发动机等结构件上具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种陶瓷层的制备方法，包括：提供微米级的第一陶瓷粉末；提供第二陶瓷粉末，该第二陶瓷粉末为微米或纳米颗粒的团聚粒子，该团聚粒子具有多孔疏松结构；通过热喷涂工艺使得第一陶瓷粉末形成致密的涂层基体，而团聚粒子弥散分布在涂层基体中，该团聚粒子保持其多孔疏松结构。本发明还提供由上述制备方法得到的陶瓷层。本发明又提供包括基底层和通过粘结层连接在基底层上的上述的陶瓷层的热障涂层。由此得到的热障涂层同时具有低热导率、高断裂韧性、高应变容限且抗烧结能力强的特点。

摘要： 本发明提供一种可显著提高生产率、同时内部电极与外部电极的密接性极为良好、可靠性高、而且成品率极为良好，进而电气特性等的质量高且稳定的积层陶瓷电容器的中间体的制造方法、积层陶瓷电容器的中间体的制造中所使用的包含卤系化合物的处理水溶液、积层陶瓷电容器的中间体、以及积层陶瓷电容器的制造方法和积层陶瓷电容器；本发明在制造积层陶瓷电容器的中间体(1)时，将陶瓷层(2)与内部电极(3)交替地层叠多层，将该积层体进行压接、切断而获得积层陶瓷电容器的中间体(4)后，进行该中间体(4)的烧结，接着，使该烧结后的积层陶瓷电容器的中间体(40)的至少端部接触包含卤系化合物的处理水溶液，由此，将陶瓷层(2)的端部进行蚀刻，使埋没在该陶瓷层(2)中的内部电极(3)的端面或端部从该陶瓷层的端面(2)朝向外部露出；此时，使用包含卤系化合物的处理水溶液；另外，在所获得的积层陶瓷电容器的中间体(1)的两端部或侧面的多个部位处，以与内部电极电连接的方式设置外部电极(5)，从而获得积层陶瓷电容器(10)。

摘要： 本发明涉及一种在层系中常用于绝热的陶瓷层。其具有高的孔隙度。本发明的陶瓷多孔绝热层具有特别的孔大小分布，以致在大于1200°C下具有大的应变公差。