The lead-free ceramics (1?x)(0.94Bi0.47Na0.47Ba0.06TiO₃-0.06BiAlO₃)-xAgNbO₃ (denoted as BNBTA-xAN) were synthesized via a solid-state sintering method. The effect of AgNbO₃ doping amount on dielectric properties of the ceramics was studied systematically. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and Raman spectroscope were used to detect the structure of the ceramics. Temperature-dependent dielectric spectra, frequency-dependent dielectric constant and alternating current (ac) electric conductance at various temperatures were measured. The doping of AgNbO₃ greatly reduces dielectric constant around Curie temperature and thus enhances the temperature stability of the dielectric constant. The ceramic BNBTA-0.03AN exhibits excellent temperature-stable dielectric properties with temperature coefficient of capacitance (TCC) ≤±15% between 55^°C and 418^°C with temperature window 363^°C and small changes of dielectric constant and dielectric loss from 100 Hz to 1 MHz at different temperatures. The obtained ceramics are expected to be used in high-temperature capacitors due to its excellent temperature stability.

电瓷材料的组成和结构是决定其性能的两个本质因素。本文系统研究了三种典型直流特高压(UHVDC)用工业氧化铝电瓷在组成、结构和力学性能方面存在的差异, 并分析了原因。结果表明, 与日本碍子株式会社(NGK)的瓷件相比, 国内两个厂家在瓷件配方中加入了更多的煅烧工业氧化铝、更少的钾长石和石英, 并且没有根据配方适当提高烧结温度, 因此国内两厂家瓷件表现出如下特点: 1)Al2O3质量含量分别为47.22%和45.24%, 比NGK高7.31%和5.33%, SiO2质量含量分别为46.32%和48.44%, 比NGK低7.09%和4.97%、K2O+Na2O总质量分别为3.21%和3.14%, 比NGK低0.41%和0.48%; 2)真气孔率分别为5.24%和4.18%, 比NGK低3.46%和4.52%, 内部气孔以5 μm以下的小气孔为主, 孔径普遍更小, 存在较多扁平、细长、裂纹状的异形气孔, 以及环绕颗粒周边的环状气孔和裂纹; 3)内部总晶相含量分别为48.10%和49.04%, 比NGK高近10%, 其中刚玉相高10%,石英相高4%,莫来石相少4%, 莫来石相更细更短、交联程度更低; 4)瓷件头部试条三点弯曲强度平均值分别为155和158 MPa, 比NGK高, 但是国内两厂家瓷件的强度分散性更大。

为了解决废弃农作物青稞秸秆的资源处置问题, 将废弃青稞秸秆在室外自然焚烧后再经过煅烧及研磨处理, 从而制备成新型生物质硅掺合料。通过正交试验设计对青稞秸秆灰(HBSA)的制备条件及设计参数进行初步分析与二次验证; 采用响应面优化分析方法建立响应面预测模型, 对HBSA的制备条件进一步优化分析, 从而验证正交试验结果的合理性; 基于灰熵关联分析, 确定了HBSA的活性影响因素的主次关系; 采用多种微观测试技术对最优条件下制备的HBSA的微观结构进行测试分析, 进而揭示HBSA能够作为活性掺合料的原因。结果表明, 当二次煅烧温度为600 ℃、煅烧时间为2 h、研磨时间为2 h时, HBSA的活性最高, 相对活性指数高达1.06。响应面优化方法能够有效用于HBSA的活性制备参数设计, 响应面预测模型具有较高的预测精度, 较好地验证了正交试验结果的准确性。煅烧温度的灰熵关联度最大, 应作为HBSA制备过程中的首要控制因素。HBSA具有较细的粒度、较大的比表面积和较高的活性SiO2含量, 有效促进了HBSA的活性效应。

通过改变矿粉、粉煤灰、偏高岭土的配合比, 用复配后的水玻璃进行碱激发, 制备三元地聚物, 测试了三元地聚物凝结时间以及抗折、抗压强度。利用XRD、SEM、EDS及DTG研究硬化浆体中水化产物的形貌和成分, 并对水化过程进行分析。结果表明, 该三元地聚物是由原材料在碱激发水化作用下生成的以水化硅酸钙(C-S-H)、水化硅铝酸钙(C-A-S-H)和水化硅铝酸钠(N-A-S-H)凝胶为主的复合胶凝材料。矿粉掺量越高, 新拌浆体凝结时间越短, 水化产物中钙系凝胶越多, 试件强度越高。矿粉含量为10%、30%、50%、70%、90%(质量分数)的5组试件3 d抗压强度分别为2.1、14.1、24.2、29.7、37.9 MPa。养护龄期越长, 反应越完全, 水化产物越多, 试件抗压强度越高。当矿粉含量为50%时, 三元地聚物1、3、7、28 d抗压强度分别为12.3、24.2、27.3、36.8 MPa。当矿粉含量为90%、养护龄期为28 d时, 试件抗折、抗压强度最高, 分别为12.0、52.0 MPa。该体系较短的凝结时间使其在道路修补材料及3D打印等领域有着较为广阔的应用前景。

蛇纹石混凝土具有优异的中子屏蔽性, 国外已将其广泛用于核工业及医疗行业屏蔽中子辐射。我国核事业发展迅速、蛇纹石矿产丰富, 本应对蛇纹石混凝土有大量研究及应用, 但事实上, 蛇纹石混凝土在我国不仅研究较少, 其应用更是远不及国外。基于此, 本文归纳了蛇纹石骨料特性, 对比了三种蛇纹石亚类骨料的物理性质、粒形特征和化学成分, 详细阐述了蛇纹石骨料对混凝土性能的影响, 并分析了当前蛇纹石混凝土研究存在的不足之处, 梳理了蛇纹石混凝土应用现状。最后, 为促进蛇纹石混凝土在我国的进一步研究与应用, 对该领域未来发展进行展望。

为阐明异种钢激光填丝焊接工艺参数对焊缝成形的影响, 以不等厚板2 mm 45钢和6 mm 316L不锈钢为试验材料, 采用激光填丝焊接方法进行焊接, 研究不同对接间隙下的焊缝成形以及焊接接头的力学性能。结果表明, 随着对接间隙的增加, 余高逐渐减小, 焊缝形貌从钉子形向H形过渡, 随着对接间隙变大, 焊缝形成缺陷。焊缝中心硬度随着对接间隙的增加而减小, 焊接接头硬度最高处位于45钢热影响区。焊接接头的抗拉强度随着对接间隙的增加先增大后减小。在对接间隙为0.6 mm时, 表面形貌良好且抗拉强度最高, 焊接试验断裂位置在2 mm 45钢一侧。