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高能态微米尺度粉体的低温烧结制备细晶陶瓷与致密化过程研究
结题报告
批准号:
51672041
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
王连军
依托单位:
学科分类:
E0204.结构陶瓷
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
王明辉、张欣、顾士甲、黄平、陆晓芳、方海亮、曾峰、陈东
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中文摘要
为了获得细晶陶瓷材料,通常利用低温烧结致密化纳米尺度的粉体来实现。但是由于纳米粉体具有高表面能,导致粉体易团聚并且烧结过程中晶粒生长难以控制,所以采用纳米粉体制备细晶陶瓷仍然存在着技术上难题。. 针对上述问题,本项目提出了采用具有特殊微结构的微米尺度粉体(如介孔Y2O3、Al2O3、ZrO2,YAG等)为原料,建立一种低温烧结制备细晶陶瓷材料的新方法。首先合成具有不同微结构(不同孔径尺寸等)粉体,然后研究烧结致密化过程中其微结构坍塌(例如有序孔道破坏)使得微米尺度原料颗粒演变成小颗粒过程,阐明烧结过程中由于颗粒尺寸演变原位增加烧结驱动力的烧结机理,最后进行材料结构与性能的研究。 通过本项目的研究,发展一种采用微米尺度粉体低温烧结制备细晶陶瓷的可行途径。
英文摘要
Nano-sized powders are densified for fabricating fine-grained ceramics at low temperature. However, nano-sized powders are easily agglomerated, and that grain growth during sintering process is inevitable. Thus, it is still a challenge for using nano-size powders to prepare fine grain ceramics.. In this project, a novel method is proposed for fabricating fine-grained ceramics at low temperature. Firstly, mesoporous powders such as Y2O3, Al2O3, ZrO2, YAG powders with different pore size are synthesized; secondly, these mesoporous powders break into smaller particles and order-structure developing process of these powders during sintering process are investigated in detail, and the mechanism of sintering driving force increasing will be given; finally, the microstructure and properties of as-prepared bulk materials are investigate. The purposes of the project is developed a new route to prepare fine-grained ceramics used micro-sized powders as starting materials at low temperature.
为了获得细晶陶瓷材料,通常利用低温烧结致密化纳米尺度的粉体来实现。但是由于纳米粉体具有高表面能,导致粉体易团聚并且烧结过程中晶粒生长难以控制,所以采用纳米粉体制备细晶陶瓷仍然存在着技术上难题。针对这一问题,本项目提出了采用具有特殊微结构的微米尺度粉体(如介孔Y2O3、Al2O3、MgO、YAG、SiO2、羟基磷灰石等)为原料,建立一种低温烧结制备细晶陶瓷材料的新方法。主要研究内容是对具有特殊微结构微米尺度氧化物(Y2O3、Al2O3、MgO、YAG、SiO2等)粉体的合成、烧结致密化过程、微结构调控工艺等方面开展系统研究,阐明粉体的低温烧结致密化的机理,建立微结构可控细晶陶瓷材料的制备技术,并进行陶瓷功能化的研究。项目成功合成了Y2O3、Al2O3、MgO、YAG、SiO2、羟基磷灰石等多种具有特殊微结构微米尺度粉体,对这些粉体的烧结致密化过程和微结构调控工艺等进行了系统的研究,阐明了粉体的低温烧结致密化的机理,建立了微结构可控细晶陶瓷材料的制备技术,获得了性能优异的Y2O3、Al2O3、MgO、YAG、BN陶瓷材料;在此基础上,采用YAG荧光粉等对SiO2、Y2O3、羟基磷灰石等进行了功能化的研究,制备得到了具有良好发光性能的玻璃陶瓷材料。在本项目的资助下,相关成果在陶瓷材料领域高水平期刊发表 SCI 论文15篇;申请国家发明专利4项,授权1项;培养博士生2名、硕士生5名。通过本项目的实施,建立了一种采用微米尺度粉体低温烧结制备细晶陶瓷的新技术,对细晶陶瓷的制备提供了全新的方案,具有重要的科学价值和意义。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A novel red phosphor Ba2La4Y4(SiO4)(6)O-2:Eu3 with high quantum yield and thermal stability for warm white LEDs
一种用于暖白光 LED 的具有高量子产率和热稳定性的新型红色荧光粉 Ba2La4Y4(SiO4)(6)O-2:Eu3
DOI:10.1016/j.jallcom.2019.02.229
发表时间:2019
期刊:Journal of Alloys and Compounds
影响因子:6.2
作者:Wang Sanhai;Xu Yanqiao;Chen Ting;Jiang Weihui;Liu Jianmin;Zhang Xin;Jiang Wan;Wang Lianjun
通讯作者:Wang Lianjun
DOI:10.1111/jace.17267
发表时间:2020-09
期刊:Journal of the American Ceramic Society
影响因子:3.9
作者:Wei Yujing;Gu Shijia;Fang Hailiang;Luo Wei;Zhang Xin;Wang Lianjun;Jiang Wan
通讯作者:Jiang Wan
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2017.09.040
发表时间:2018-02-01
期刊:JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY
影响因子:5.7
作者:Fan, Yuchi;Feng, Xiaopeng;Kawasaki, Akira
通讯作者:Kawasaki, Akira
Nano Wave Plates Structuring and Index Matching in Transparent Hydroxyapatite-YAG: Ce Composite Ceramics for High Luminous Efficiency White Light-Emitting Diodes
透明羟基磷灰石-YAG 中的纳米波片结构和折射率匹配:用于高发光效率白色发光二极管的 Ce 复合陶瓷。
DOI:10.1002/adma.201905951
发表时间:2019-11-19
期刊:ADVANCED MATERIALS
影响因子:29.4
作者:Huang, Ping;Zhou, Beiying;Jiang, Wan
通讯作者:Jiang, Wan
Tunable chromaticity and high color rendering index of WLEDs with CaAlSiN3:Eu2+ and YAG:Ce3+ dual phosphor-in-silica-glass
采用 CaAlSiN3:Eu2 和 YAG:Ce3 双荧光粉石英玻璃的 WLED 的可调谐色度和高显色指数
DOI:10.1111/jace.17210
发表时间:2020
期刊:Journal of the American Ceramic Society
影响因子:3.9
作者:Huang Ping;Zhao Yuye;Wang Jiancheng;Zheng Yaru;Yang Peng;Zheng Qi;Gu Shijia;Zhou Beiying;Jiang Wan;Wang Lianjun
通讯作者:Wang Lianjun
耐深海高压微晶玻璃的组分设计、结构与性能关系及制备技术研究
  • 批准号:
    U22A20125
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    255.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
基于介孔粉体原位增加烧结驱动力实现低温制备高性能陶瓷及应用探索
  • 批准号:
    52073058
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
原位生长碳管复合热电材料的制备及其器件
  • 批准号:
    51871053
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
多尺度结构CoSb3基复合材料异质界面设计构筑与性能调控
  • 批准号:
    51374078
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
基于同步辐射研究分子筛有序无序转变过程机制及其块体玻璃的发光性能
  • 批准号:
    11179028
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
金纳米晶复合新型块体玻璃的低温烧结制备及非线性光学性能研究
  • 批准号:
    51072033
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    37.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    王连军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金