氟化钙陶瓷的制备以及性能研究

发布时间：2017-12-29 07:40

  本文关键词：氟化钙陶瓷的制备以及性能研究　出处：《上海应用技术学院》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：氟化钙材料作为一种功能材料,具备一系列优良的性能。由于氟化钙的独特结构和性能,受到了越来越多的关注。随着科学技术发展,氟化钙在化工、冶金和建材三大行业,以及光学、轻工和国防工业等都有广泛应用。近几年,由于纳米科技的迅猛发展,纳米氟化钙成为应用热点。因此氟化钙纳米粉体的制备以及性能研究十分有必要。另一方面,稀土常常被做为合金成分或添加剂广泛应用于冶金、机械、新材料等部门。尤其是稀土掺杂氟化物微纳米材料因为其独特的优异性能,在固体激光器、集成光学系统、高清晰度显示、生物分析、医学诊断和军事航空等科学研究领域有重要的应用前景,因而稀土元素掺杂得纳米氟化钙粉体也是本研究的内容之一本文首先采用直接沉淀法制备出了纯的氟化钙纳米粉体以及掺钇的氟化钙纳米粉体,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法分析制备的纳米粉体的结构、形貌等,然后探究粉体的不同预烧温度和氟化钙陶瓷的烧结温度对氟化钙陶瓷性能的影响,从而确定出粉体最佳预烧温度和最佳的陶瓷烧结温度。最后探究以掺杂前后氟化钙电学性能。最终的实验结果表明：采用直接沉淀法制备氟化钙纳米的晶粒尺寸是40-50nnm之间,而制备掺杂的3mol%YF3-CaF2,5mol% YF3-CaF2,7mol% YF3-CaF2纳米粉体的晶粒尺寸随着掺杂浓度的增加而变小到20 nm左右。同时粉体预烧后的氟化钙晶体在掺杂后也有所减小,团聚情况加重。氟化钙纳米粉体以及不同掺杂浓度下的氟化钙粉体的最佳预烧温度是500℃。针对不同掺杂情况下,氟化钙陶瓷的烧结温度研究发现：随着掺杂浓度的上升,氟化钙陶瓷烧结成型温度也从100℃降低至800℃。实验结果表明掺杂后的粉体在温度作用下,更易于在晶体之间结合,细小的粉体更倾向于融合形成陶瓷。由于氟化钙为纯的离子导体,本论文利用交流阻抗谱测试了未掺杂和多种掺杂浓度氟化钙陶瓷样品在350℃～450℃之间的离子电导率。实验结果表明在适当的掺杂浓度下,可以有效的降低离子电导能量。然而在过度掺杂情况下,由于晶体尺寸的减小,导致晶体表面积增大,界面面积的增大使其在离子弛豫过程中所占的组分增大,因此加大了离子跃迁能量,阻抗谱也表现处多个弛豫组成。
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【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1

【参考文献】

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本文编号：1349385