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納米鈦酸鋇基電子陶瓷粉體的溶膠-凝膠自燃合成產業化
鐵電陶瓷粉體及其集成器件的研究與開發是目前最為活躍的領域。大部分鐵電陶瓷是鈣鈦礦型復氧化物，其中最為重要的是BaTiO3基氧化物陶瓷。BaTiO3是在第二次世界大戰的1942年到1945年間，由美國、蘇聯、日本各自發現的高介電常數、強介電體的材料。由于其具有優越的介電、壓電、鐵電性能，被廣泛應用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發熱體等電子器件。隨著現代科學技術的飛速發展和電子元件的小型化、高度集成化，需要制備與合成符合發展要求的高質量的鈦酸鋇基陶瓷粉體。納米BaTiO3基電子陶瓷具有獨特的絕緣性、壓電性、介電性、熱釋電性和半導體性為元器件的小型化、集成化帶來可能，大大提高了產品的附加值和市場競爭力。如采用納米BaTiO3粉末制多層電容器，可以顯著減薄每層厚度增加層數，從而大大提高電容量和減小體積。因此，低成本合成鈦酸鋇基納米陶瓷粉體對我國信息產業、電子工業等的發展具有重要的意義。 溶膠-凝膠自燃合成(Sol-gel Autoignition Synthesis，SAS)是九十年代伴隨著高溫燃燒合成的深入研究和超純、超細氧化物陶瓷的制備而出現的一種低成本制備與合成單一氧化物和復雜氧化物的技術。它是指有機鹽凝膠或有機鹽與金屬硝酸鹽在加熱過程中發生氧化還原反應，燃燒產生大量氣體，可自我維持并合成所需燃燒產物的材料合成工藝。它的主要的特點有以下幾點：(1)：燃燒體系的點火溫度低(150℃-200℃)，一般為有機物的分解溫度；(2)：燃燒火焰溫度較低(1000℃-1400℃)，燃燒時產生大量氣體，可獲得具有高比表面積的陶瓷粉體。高溫燃燒合成燃燒溫度一般高于1800℃，合成的粉體粒度較粗，而SLCS則可制得納米粉末；(3)各組分達到分子或原子水平的復合；(4)：反應迅速：燃燒合成一般在幾分鐘內完成；(5)所合成的粉體疏松多孔，分散性良好；(6)：耗能低；(7)：所用設備和工藝簡單、投資小；(8)：自凈化：由于原料中的有害雜質在燃燒合成過程中能揮發逸出，所以產品純度易于提高。 本項目申請者采用SAS技術已經成功地合成了粒度達70nm左右的BaTiO3陶瓷粉體。 廣泛應用于制備各種陶瓷電容器、微波器件、鐵電存儲器、溫度傳感器、非線性變阻器、熱敏電阻、超聲波振子、蜂窩狀發熱體等電子器件。
北京科技大學
2021-04-11
自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷
北京科技大學特種陶瓷研究室開發出一種自蔓延反應燒結氮化硅/氮化硼復相可加工陶瓷材料，其應用前景極其廣闊。 Si和N2合成Si3N4反應的絕熱燃燒溫度高，體積有所增加，生成棒狀的b-Si3N4相相互交叉，提高了自蔓延反應燒結氮化硅多孔陶瓷的強度，但氮化硅加工性能差。h-BN陶瓷可加工性能好，但燒結性能差。本項目利用h-BN相在氮化硅陶瓷中形成弱界面，當加工時，弱界面上會形成微裂紋，并沿弱界面發生偏轉，耗散裂紋擴展的能量使裂紋擴展終止；當載荷繼續上升時，在下層的弱結合界面處將產生新的臨界裂紋再擴展；如此反復，使裂紋成為跳躍式階梯狀擴展，斷裂漸次發生而非瞬間脆斷，使氮化硅/氮化硼多孔陶瓷材料具有了好的可加工性能。 本項目原料中采用了一定比例的Si粉，比完全以Si3N4粉為原料的普通燒結工藝節約了原料成本。產品的基本工藝為自蔓延高溫合成（燃燒合成）工藝，在氣體高壓反應器中進行，燒結所需要的能量完全由原料自身放熱提供，與其他制備方法（常壓燒結、熱壓燒結、反應燒結）相比較，不需要高溫燒結爐長時間燒結，大大節省了能源。本項目工藝簡單，燒結速度快，效率高。可制作復雜形狀一維，二維的大尺寸陶瓷材料。抗彎強度已做到188MPa，材料可加工性能優良。 已獲中國發明專利《ZL 200610089013.6自蔓延反應燒結Si3N4/BN復相可加工陶瓷的方法》。
北京科技大學
2021-04-11
無鉛壓電陶瓷－聚合物壓電復合材料及其制備方法
本發明涉及一種鈮酸鈉鉀基無鉛壓電陶瓷-聚合物壓電復合材料及其制備方法。該 方法按化學通式(1-x)(LiaNabK1-a-b)(Nb1-cSbc)O3-xABO3-yM組分配料，以分析純無水碳酸 鹽或氧化物為原料，用傳統陶瓷制備工藝制得陶瓷粉末；將陶瓷粉末與聚偏氟乙烯按體 積比10∶90至95∶5比例混合球磨；烘干后超聲震蕩10～100分鐘，將混合粉料經壓片機冷 壓成型，再用馬弗爐加溫處理，最后在其表面濺射金電極，經80～130℃硅油浴極化10～ 120分鐘，即制得鈮酸鈉鉀基無鉛壓電陶瓷-聚合物壓電復合材料。該壓電復合材料為純 鈣鈦礦晶相，無雜相，說明兩者得到了很好固溶；且具有良好的壓電與介電性能。
四川大學
2021-04-11
一種基于壓電陶瓷執行器的軸承預緊力自調節裝置
本發明涉及一種基于壓電陶瓷執行器的軸承預緊力自調節裝置， 其包括：軸承密封件，安裝基座（6），調整環（8）和壓電陶瓷執行 器（7），其中，所述壓電陶瓷執行器包括：安裝底座（702），壓電 陶瓷堆定位圈（701），壓電陶瓷堆（708），輸出軸（707），彈性變 形體（706），每個軸承沿圓周方向均勻布置若干個執行器，分別控制 軸承上該若干位置的預緊力，工作過程中，對軸承圓周方向上幾個位 置的預緊力進行測量，根據測量值分別控制相應位置的壓電陶瓷執行 器，輸出合適的位移和力對軸承進行預緊。本裝置實現了軸承
華中科技大學
2021-01-12
基于電子束的3D打印飛機發動機陶瓷葉片技術
1、成果簡介 用于以3D打印方式實現對高溫合金、高強合金、高強材料、陶瓷材料等的成型。 技術指標：1、零件尺寸：400mm2、應用說明 主要應用對象：飛機發動機陶瓷葉片、高溫合金、高強合金等領域。3、效益分析 高技術產品
北京航空航天大學
2021-04-13
編織結構陶瓷基復合材料力學性能預測及強度分析技術
編織結構陶瓷基復合材料由于其耐高溫、抗氧化的特點，是高推重比航空發動機高溫部件最有應用前景的候選材料。在此背景下，研究開發了編織結構陶瓷基復合材料力學性能預測和結構強度分析技術。 項目通過穩態熱固耦合平衡方程推導建立了熱固耦合雙尺度漸進均勻化分析方法，得到宏細觀物理量間的對應關系偏微分方程。利用變分原理推導得到宏細觀物理量對應關系方程的有限單元形式，完成熱固耦合雙尺度漸進均勻化分析程序的開發；針對編織結構復合材料的多尺度結構特點，完成了復合材料的細觀、微觀多尺度RVE建模方法研究。最后，通過引入材料分布模型描述復合材料構件局部材料坐標，建立了復合材料構件宏細微觀多尺度熱固耦合分析體系。 此項技術通過多尺度RVE建模、熱固耦合雙尺度均勻化分析能夠較為準確的預測陶瓷基復合材料及其構件的熱力學性能，得到相關材料參數，為材料的應用提供分析方法。應用此項技術，復合材料熱力學性能預測值與材料單位提供的實驗值相吻合，預測的宏觀彈性模量與拉伸實驗測量值最大相對誤差12%以內。同時開展陶瓷基復合材料發動機典型結構實驗研究，應變預測值與實驗測量值最大相對誤差7%以內。
北京航空航天大學
2021-04-13
多孔鎂橄欖石-鎂黃長石復合陶瓷材料及其制備方法
小試階段/n本發明涉及多孔鎂橄欖石-鎂黃長石復合陶瓷材料及其制備方法。其技術方案是：以60~70wt%的白云石粉、25~28wt%的硅石粉和5~15wt%的菱鎂礦粉為原料，混合，外加所述原料5~8wt%的紙漿廢液，攪拌均勻，機械壓制成型；再將成型后的坯體在110℃條件下干燥16~24小時，在1300~1450℃條件下保溫3~8小時，即得多孔鎂橄欖石-鎂黃長石復合陶瓷材料。其中：白云石粉、硅石粉和菱鎂礦粉的粒徑均小于88μm；機械壓制成型的壓力為30~100MPa。本發明具有環境友好、雙物相組成且物相
武漢科技大學
2021-01-12
一種高質量氧化鋁陶瓷的刻蝕加工方法及裝置
本發明公開了一種氧化鋁陶瓷的刻蝕加工方法及裝置，該方法 使潔凈的氧化鋁陶瓷整體位于水中，水表面到氧化鋁陶瓷材料表面距 離為 2mm～12mm，利用紫外脈沖激光對氧化鋁陶瓷進行掃描刻蝕加 工，刻蝕加工后的氧化鋁陶瓷表面無發黑變質層和重凝層。裝置包括 紫外激光器、掃描振鏡，二維加工平臺，以及用于裝水和待加工的氧 化鋁陶瓷的容器。本發明巧妙的引入“水”的因素，在一定厚度或一 定流速的水下對氧化鋁陶瓷進行激光刻蝕的冷卻和排渣
華中科技大學
2021-04-14
一種基于壓電陶瓷執行器的軸承預緊力自調節裝置
本發明涉及一種基于壓電陶瓷執行器的軸承預緊力自調節裝置，其包括：軸承密封件，安裝基座（6），調整環（8）和壓電陶瓷執行器（7），其中，所述壓電陶瓷執行器包括：安裝底座（702），壓電陶瓷堆定位圈（701），壓電陶瓷堆（708），輸出軸（707），彈性變形體（706），每個軸承沿圓周方向均勻布置若干個執行器，分別控制軸承上該若干位置的預緊力，工作過程中，對軸承圓周方向上幾個位置的預緊力進行測量，根據測量值分別控制相應位置的壓電陶瓷執行器，輸出合適的位移和力對軸承進行預緊。本裝置實現了軸承
華中科技大學
2021-04-14
一種應用于水聲換能器的壓電陶瓷材料及制備方法
本發明公開了一種應用于水聲換能器的壓電陶瓷材料及其制備 方 法 ， 該 壓 電 陶 瓷 材 料 的 化 學 通 式 表 示 如 下 ： Pb0.98Sr0.02(Mn1/3Sb2/3)0.08Zr0.47Ti0.45O3+xwt ％ CeO2+ywt ％ Yb2O3+zwt ％ BiFeO3 ； 式 中 Pb0.98Sr0.02(Mn1/3Sb2/3)0.08Zr0.47Ti
華中科技大學
2021-04-14