ZrO<,2>-Ni纳米复合粉末及材料的研究

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将金属的高强度、高韧性、高电导与陶瓷的高硬度、耐高温、耐腐蚀性能完美结合,从而制备出金属陶瓷是各国材料研究者梦寐以求的目标。ZrO2-Ni金属陶瓷材料在固体燃料电池(SOFC)和功能梯度材料(FGM)中有着广泛的应用。 ZrO2-Ni纳米复合粉末的合成是制备性能优良的ZrO2-Ni金属陶瓷材料的前提。本文采用一种新的络合-凝胶法制备ZrO2-Ni纳米复合粉末,与传统的共沉淀法、溶液燃烧合成法、溶胶-凝胶法相比,络合-凝胶法克服了其它制备方法中金属相和陶瓷相分布不均、工艺难以控制的缺点。此方法具有原料易得、无污染、化学成分和相组份易控制、工艺简捷、性价比高等优点。 与传统的用ZrO2和NiO粉末混合、压块烧结、还原制备ZrO2-Ni金属陶瓷不同,本方法是用ZrO2-NiO纳米氧化物粉末经原位还原反应制备ZrO2-Ni纳米复合粉末、热压烧结制得所需的ZrO2-Ni金属陶瓷。 本研究的ZrO2-Ni纳米复合粉末的制备方法如下:将镍盐、锆盐、稳定剂和溶剂(水)按所需成分配成混合溶液,再将混合溶液、外加剂和氨羧络合剂按比例混合形成溶胶,溶胶经干燥成为凝胶,凝胶经预烧得到ZrO2-NiO纳米粉,将该氧化物粉还原得到ZrO2-Ni纳米复合粉。 用XRD、X-ray广角衍射、BET、SEM、TEM、HRTEM研究了ZrO2-Ni纳米复合粉末,结果表明,粉末的结构是在陶瓷ZrO2相颗粒表面覆盖了一层金属Ni相,ZrO2-Ni纳米复合粉的晶粒度在20nm左右。 用XRD、SEM研究了ZrO2-Ni-Co金属陶瓷的相结构和形貌,确定了合适的烧结温度,结果表明,材料的晶粒大小和分布十分均匀,晶界清晰,粒度在0.3μm左右。 对 ZfOZNi和 ZfOZNi(。金属陶瓷的比热数据分析表明,金属C。的掺入提高了金属/陶瓷的润湿性。
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