975 resultados para Sintering temperature
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Polycrystalline nano-grain-boundary multi-doping ZnO-based nonlinear varistors with higher concentration additives have been fabricated by sol-gel and standard solid-state reaction method, of which the best sample has a very high threshold voltage of E-b = 3300 V/mm. The effect of sintering processes, sintering temperature and sintering time, and that of additive concentration of Bi2O3 on E-b of the samples are systematically investigated. The results show that the great merit of sol-gel method is its high threshold voltage obtained by a lower sintering temperature than the solid-state reaction method. The present work also shows that five phases including solid-state sintering, rich Bi liquid phase formation and ZnO as well as other additive dissolution, ZnO grain growth, the secondary phase sufficient formation and evolution have been experienced at different sintering temperatures. The hole type defect and nonhomogeneity of the microstructure will lead to the decrease of threshold voltage, i.e., the grain size and the homogeneity of the material will be important factors and directly affect the characteristic of the varistor. The sintering characteristic and the influence of Bi2O3 content on the threshold voltage are also discussed. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Porous silicon nitride/silicon oxynitride composite ceramics were fabricated by silica sol infiltration of aqueous gelcasting prefabricated Si3N4 green compact. Silica was introduced by infiltration to increase the green density of specimens, so suitable properties with low shrinkage of ceramics were achieved during sintering at low temperature. Si2N2O was formed through reaction between Si3N4 and silica sol at a temperature above 1550 degrees C. Si3N4/Si2N2O composite ceramics with a low linear shrinkage of 1.3-5.7%, a superior strength of 95-180 MPa and a moderate dielectric constant of 4.0-5.0 (at 21-39 GHz) were obtained by varying infiltration cycle and sintering temperature. (C) 2010 Published by Elsevier B.V.
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It has been found that charge compensated CaMoO4:Eu3+ phosphors show greatly enhanced red emission under 393 and 467 nm-excitation, compared with CaMoO4:Eu3+ without charge compensation. Two approaches to charge compensation, (a) 2Ca(2+) -> EU3+ + M+, where M+ is a monovalent cation like Li+, Na+ and K+ acting as a charge compensator; (b) 3Ca(2+) -> 2EU(3+) + vacancy, are investigated. The influence of sintering temperature and Eu3+ concentration on the luminescent property of phosphor samples is also discussed.
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Solid solutions of Ce1-xNdxO2-x/2 (0.05 <= x <= 0.2) and (Ce1-xNdx)(0.95)MO0.05O2-delta (0.05 <= x <= 0.2) have been synthesized by a modified sol-gel method. Both materials have very low content of SiO2 (similar to 27 ppm). Their structures and ionic conductivities were characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and electrochemical impedance spectroscopy (M). The XRD patterns indicate that these materials are single phases with a cubic fluorite structure. The powders calcined at 300 degrees C with a crystal size of 5.7 nm have good sinterability, and the relative density could reach above 96% after being sintered at 1450 degrees C. With the addition Of MoO3, the sintering temperature could be decreased to 1250 degrees C. Impedance spectroscopy measurement in the temperature range of 250-800 degrees C indicates that a sharp increase of conductivity is observed when a small amount of Nd2O3 is added into ceria, of which Ce0.85Nd0.15O1.925 (15NDC) shows the highest conductivity. With the addition of a small amount Of MoO3, the grain boundary conductivity of 15NDC at 600 degrees C increases from 2.56 S m(-1) to 5.62 S m(-1).
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A super-hydrophobic surface was obtained on a three-dimensional (313) polyvinylidene fluoride (PVDF) macroporous film. The porous films were fabricated through self-assembled silica colloidal templates. The apparent water contact angle of the surface can be tuned from 106 degrees to 153 degrees through altering the sintering temperature and the diameter of the colloidal templates. A composite structure of micro-cavities and nanoholes on the PVDF surface was responsible for the super-hydrophobicity. The wettability of the porous surfaces was described by the use of the Cassie-Baxter model and Wenzel's equation.
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Starting from nitrate aqueous solutions with citric acid and polyethylene glycol (PEG) as additives, Y3Al5O12:Eu (YAG:Eu) phosphors were prepared by a two-step spray pyrolysis (SP) method. The obtained YAG:Eu phosphor particles have spherical shape, submicron size and smooth surface. The effects of process conditions of the spray pyrolysis on the crystallinity, morphology and luminescence properties of phosphor particles were investigated. The emission intensity of the phosphors increased with increasing of sintering temperature and solution concentration due to the increase of the crystallinity and particles size, respectively. Adequate amount of PEG was necessary for obtaining spherical particles, and the optimum emission intensity could be obtained when the concentration of PEG was 0.10 g/ml in the precursor solution. Compared with the YAG:Eu phosphor prepared by citrate-gel (CG) method with non-spherical morphology, spherical YAG:Eu phosphor particles showed a higher emission intensity.
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A series of solid electrolytes Ce1-xGdxO2-x/2(x=0 similar to0.6) was prepared by sol-gel method. The structure, thermal expansion coefficient and electrical properties of the solid solutions were systematically studied. XRD data showed that a complete cubic fluorite structure was formed at 160 degreesC. The purity of the product prepared by the sol-gel method is higher, the grain size is uniformly smaller. They were easily sintered into highly dense ceramic pellets at 1 300 degreesC. The sintering temperature was significantly lower than that by traditionally high temperature solid phase reaction method. The thermal expansion coefficient of Ce0.8Gd0.2O1.9, determined from high- temperature XRD data, is 8. 125 X 10(-6) K-1. Impedance spectra analyses showed that the grain-boundary resistance of the solid electrolyte prepared by sol-gel method was reduced or even eliminated. The conductivity of Ce0.8Gd0.2O1.9 is 5.26 X 10(-3) S/cm at 600 degreesC. The activation energy (E-a) is 0.82 eV.
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Stannic oxide xerogel was prepared by a forced hydrolysis method using SnCl4 as the precursor. The average grain sizes of the nanosized stannic oxide powders varied with the sintering temperatures. The powders were characterized by several different physico-chemical techniques. TEM was employed for the direct observation on grain sizes, shape and state of aggregation of the particles. XRD technique was used for the determination of the crystalline structure. Microstructural parameters of average crystallite size (
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A combined EDTA-citrate complexing method was developed for the easy preparation of mixed oxygen-ionic and electronic conducting dense ceramic membrane for oxygen separation. The nea method takes the advantage of lower calcination temperature for phase formation. lower membrane sintering temperature and higher relative density over the standard ceramic method.
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A series of nanostructured Ni-Zn ferrites Ni1-xZnxFe2O4 (x=0, 0.5 and 1) with a grain size from 24 to 65 nm have been prepared with a sol-gel method. The effect of composition and sintering temperature on morphology, magnetic properties, Curie temperature, specific heating rate at 295 kHz and hysteresis loss have been studied. The highest coercivity of 50 and 40 Oe, were obtained for NiFe2O4 and Ni0.5Zn0.5Fe2O4 samples with the grain size of 35 and 29 nm, respectively. The coercivity of Ni and Ni-Zn mixed ferrites decreased with temperature. The Bloch exponent was 1.5 for all samples. As the grain size increased, the Curie temperature of NiFe2O4 increased from 849 to 859 K. The highest saturation magnetization of 70 emu/g at 298 K and the highest specific heating rate of 1.6 K/s under radiofrequency heating at 295 kHz were observed over NiFe2O4 calcined at 1073 K. Both the magnitude of the hysteresis loss and the temperature dependence of the loss are influenced by the sintering temperature and composition.
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A set of cylindrical porous titanium test samples were produced using the three-dimensional printing and sintering method with samples sintered at 900 °C, 1000 °C, 1100 °C, 1200 °C or 1300 °C. Following compression testing, it was apparent that the stress-strain curves were similar in shape to the curves that represent cellular solids. This is despite a relative density twice as high as what is considered the threshold for defining a cellular solid. As final sintering temperature increased, the compressive behaviour developed from being elastic-brittle to elastic-plastic and while Young's modulus remained fairly constant in the region of 1.5 GPa, there was a corresponding increase in 0.2% proof stress of approximately 40-80 MPa. The cellular solid model consists of two equations that predict Young's modulus and yield or proof stress. By fitting to experimental data and consideration of porous morphology, appropriate changes to the geometry constants allow modification of the current models to predict with better accuracy the behaviour of porous materials with higher relative densities (lower porosity).
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A valorização de diferentes resíduos industriais provenientes dosector de tratamento/revestimento de superfícies metálicas pode ser obtida utilizando-os como matérias-primas na formulação de pigmentos cerâmicos, sintetizados pelo método cerâmico convencional. Neste trabalho avaliou-se a viabilidade de incorporar lamas geradas pelos processos de (i) anodização, ricas em alumínio, (ii) de niquelagem e cromagem de torneiras, usadas como fonte de níquel e crómio, e (iii) da decapagem química de aços de uma trefilaria, ricas em ferro, utilizadas por si só, ou em conjunto com matérias-primas comerciais, para a obtenção depigmentos cerâmicos que coram, de forma estável, diversas matrizes cerâmicas e vítreas. Esta solução assegura ainda a inertização de potenciaisespécies perigosas presentes nos resíduos, resultando produtos inócuospara a saúde pública. Procedeu-se à caracterização de cada resíduo, em termos de composição química e mineralógica, comportamento térmico, grau de toxicidade, distribuição granulométrica, teor de humidade, etc. Verificou-se a constância das características das lamas, recorrendo à análise de lotes recolhidos em momentos distintos. Os resíduos são essencialmente constituídos por hidróxidos metálicos e foram utilizados após secagem e desagregação. No entanto, a lama de anodização de alumínio sofreu um tratamento térmico suplementar a 1400ºC. O método de síntese dos pigmentos englobou as seguintes etapas: (i) doseamento; (ii) homogeneização; (iii) calcinação; (iv) lavagem e moagem.Procedeu-se à caracterização dos pigmentos, avaliando a cor por espectroscopia de reflectância difusae pelo método CIELAB e determinando as características físico-químicas relevantes. Posteriormente, testou-se o seu desempenho em produtos cerâmicos distintos (corpos e vidrados), aferindo o desempenho cromático e a estabilidade. Numa primeira fase, desenvolveram-se e caracterizaram-se tipos distintos de pigmentos: (i) com base na estrutura do corundo (ii) verde Victória deuvarovite (iii) violeta de cassiterite com crómio (iv) pigmento carmim de malaiaíte; (v)pretos e castanhos com base na estrutura da espinela. Aprofundaram-se depois os estudos do pigmento carmim de malaiaítee do pigmento preto com base na estrutura da espinela. O pigmento carmim de malaiaíte, CaSnSiO5:Cr2O3, é formulado coma lama gerada no processo de niquelagem e cromagem. Avaliou-se a influência do teor de lama na temperatura de síntese e na qualidade cromática, em comparação com um pigmento formulado com reagentes puros. O pigmento preto com estrutura de espinela de níquel, crómio e ferro, foii formulado exclusivamente a partir das lamas geradas nos processos de cromagem/niquelagem e de decapagem química do aço. Avaliaram-se as características cromáticas e o grau de inertização dos elementos tóxicospresentes, em função da estequiometria e do tratamento térmico. Estudou-se ainda um novo sistema com base na estrutura da hibonite(CaAl12O19), que permite a obtenção de pigmentos azuis e que utiliza a lama de cromagem e niquelagem. As espécies cromóforas (Ni2+ ou Co2+) assumem coordenação tetraédrica quando substituem os iões Al3+ que ocupam as posições M5 da rede da hibonite. A formação simultânea de anortite permite reduzir a temperatura de síntese.Para além do carácter inovador deste pigmento de dissolução sólida, a qualidade cromática e a sua estabilidade são interessantes. Além disso, os teores de cobalto ou níquel são reduzidosrelativamente aos utilizados em formulações comerciais de pigmentos azuis, o que se traduz em importantes vantagens económicas e ambientais.
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Electrocerâmicos são uma classe de materiais avançados com propriedades eléctricas valiosas para aplicações. Estas propriedades são geralmente muito dependentes da microestrutura dos materiais. Portanto, o objectivo geral deste trabalho é investigar o desenho da resposta dieléctrica de filmes espessos obtidos por Deposição Electroforética (EPD) e cerâmicos monolíticos, através do controlo da evolução da microestrutura durante a sinterização de electrocerâmicos à base de titanatos. Aplicações sem fios na indústria microelectrónica e de comunicações, em rápido crescimento, tornaram-se um importante mercado para os fabricantes de semicondutores. Devido à constante necessidade de miniaturização, redução de custos e maior funcionalidade e integração, a tecnologia de filmes espessos está a tornar-se uma abordagem de processamento de materiais funcionais cada vez mais importante. Uma técnica adequada neste contexto é EPD. Os filmes espessos resultantes necessitam de um passo subsequente de sinterização que é afectada pelo substrato subjacente, tendo este um forte efeito sobre a evolução da microestrutura. Relacionado com a miniaturização e a discriminação do sinal, materiais dieléctricos usados como componentes operando a frequências das microondas em aplicações na industria microelectrónica de comunicações devem apresentar baixas perdas dieléctricas e elevadas permitividade dieléctrica e estabilidade com a temperatura. Materiais do sistema BaO-Ln2O3- TiO2 (BLnT: Ln = La ou Nd), como BaLa4Ti4O15 (BLT) e Ba4.5Nd9Ti18O54 (BNT), cumprem esses requisitos e são interessantes para aplicações, por exemplo, em estações de base para comunicações móveis ou em ressonadores para telefones móveis, onde a miniaturização dos dispositivos é muito importante. Por sua vez, o titanato de estrôncio (SrTiO3, STO) é um ferroeléctrico incipiente com constante dieléctrica elevada e baixas perdas, que encontra aplicação em, por exemplo, condensadores de camada interna, tirando partido de fronteiras de grão altamente resistivas. A dependência da permitividade dieléctrica do campo eléctrico aplicado torna este material muito interessante para aplicações em dispositivos de microondas sintonizáveis. Materiais à base de STO são também interessantes para aplicações termoeléctricas, que podem contribuir para a redução da actual dependência de combustíveis fósseis por meio da geração de energia a partir de calor desaproveitado. No entanto, as mesmas fronteiras de grão resistivas são um obstáculo relativamente à eficiência do STO para aplicações termoeléctricas. Para além do efeito do substrato durante a sinterização constrangida, outros factores, como a presença de fase líquida, a não-estequiometria ou a temperatura de sinterização, afectam significativamente não apenas a microestrutura dos materiais funcionais, mas também a sua resposta dieléctrica. Se adequadamente compreendidos, estes factores podem ser intencionalmente usados para desenhar a microestrutura dos electrocerâmicos e, desta forma, as suas propriedades dieléctricas. O efeito da não-estequiometria (razão Sr/Ti 0.995-1.02) no crescimento de grão e resposta dieléctrica de cerâmicos de STO foi investigado neste trabalho. A mobilidade das fronteiras de grão aumenta com a diminuição da razão Sr/Ti. A resistividade do interior dos grãos e das fronteiras de grão é sistematicamente diminuída em amostras não-estequiométricas de STO, em comparação com o material estequiométrico. O efeito é muito mais forte para as fronteiras de grão do que para o seu interior. Dependências sistemáticas da não-estequiometria foram também observadas relativamente à dependência da condutividade da temperatura (muito mais afectada no caso da contribuição das fronteiras de grão), à capacitância do interior e fronteiras de grão e à espessura das fronteiras de grão. Uma anomalia no crescimento de grão em cerâmicos de STO ricos em Ti foi também observada e sistematicamente analisada. Foram detectadas três descontinuidades na dependência do tipo Arrhenius do crescimento de grão relativamente à temperatura com diminuições no tamanho de grão a temperaturas em torno de 1500, 1550 e 1605 °C. Além disso, descontinuidades semelhantes foram também observadas na dependência da energia de activação relativamente à condutividade das fronteiras de grão e na espessura das fronteiras de grão, avaliadas por Espectroscopia de Impedância. Estas notáveis coincidências suportam fortemente a formação de diferentes complexos de fronteira de grão com transições entre os regimes de crescimento de grão observados, que podem ser correlacionados com diferentes mobilidades de fronteira de grão e propriedades dieléctricas. Um modelo é sugerido, que se baseia na diminuição da fase líquida localizada nas fronteiras de grão, como o aumento da temperatura de sinterização, um cenário compatível com um fenómeno de solubilidade retrógrada, observado anteriormente em metais e semicondutores, mas não em cerâmicos. A EPD de filmes espessos de STO em substratos de folha de Pt e a sinterização constrangida dos filmes fabricados foram também preliminarmente tratadas. Filmes espessos de STO foram depositados com êxito por EPD sobre substratos de Pt e, depois de sinterizados, atingiram densidades elevadas. Um aumento da densificação e do tamanho de grão assim como o alargamento da distribuição de tamanho do grão foram observados com a diminuição da razão Sr/Ti, tal como anteriormente observado em amostras cerâmicas. Grãos equiaxiados foram observados para todas as composições, mas um certo grau de anisotropia na orientação dos poros foi detectado: os poros revelaram uma orientação vertical preferencial. Este trabalho focou-se também na sinterização constrangida do sistema BLnT (Ln = La ou Nd), nomeadamente de filmes espessos de BLT e BNT sobre substratos de folha de platina, e na relação do desenvolvimento de anisotropia microestrutural com as propriedades dieléctricas. As observações durante a sinterização constrangida foram comparadas com cerâmicos monolíticos equivalentes sinterizados livremente. Filmes espessos de BLnT (Ln = La ou Nd) com elevada densidade foram obtidos por EPD e subsequente sinterização constrangida. A anisometria cristalográfica do material em conjunto com um passo de sinterização constrangida resultou em grãos alongados e microestruturas anisotrópicas. O efeito do stress do substrato durante a sinterização constrangida originou graus mais elevados de anisotropia (grãos e poros alongados e orientação preferencial, bem como textura cristalográfica) nos filmes sinterizados relativamente aos cerâmicos equivalentes sinterizados livremente, não obstante o estado equivalente das amostras em verde. A densificação dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é retardada em comparação com os cerâmicos, mas depois de longos tempos de sinterização densidades semelhantes são obtidas. No entanto, em oposição a observações na sinterização constrangida de outros sistemas, o crescimento do grão em filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é favorecido pelo constrangimento causado pelo substrato. Além disso, grãos e poros alongados orientados paralelamente ao substrato foram desenvolvidos durante a sinterização constrangida de filmes espessos. Verificou-se uma forte correlação entre a evolução de grãos e poros, que começou assim que o crescimento do grão se iniciou. Um efeito da tensão do substrato no aumento do crescimento de grão, bem como um forte “Zener pinning”, origina microestruturas altamente texturizadas, o que também é observado a nível cristalográfico. Efeitos marcantes da anisotropia microestrutural foram também detectados nas propriedades dieléctricas dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd). Juntamente com o aumento da razão de aspecto dos grãos, do factor de orientação e do grau de textura cristalográfica, a permitividade relativa é ligeiramente diminuída e o coeficiente de temperatura da permitividade evolui de negativo para positivo com o aumento do tempo isotérmico de sinterização. Este trabalho mostra que a não-estequiometria pode ser usada para controlar a mobilidade das fronteiras de grão e, portanto, desenhar a microestrutura e as propriedades dieléctricas de electrocerâmicos à base de STO, com ênfase nas propriedades das fronteiras de grão. O papel da não-estequiometria no STO e dos complexos de fronteira de grão no desenvolvimento microestrutural é discutido e novas oportunidades para desenhar as propriedades de materiais funcionais são abertas. As observações relativamente à sinterização constrangida apontam para o efeito de tensões mecânicas desenvolvidas devido ao substrato subjacente no desenvolvimento da microestrutura de materiais funcionais. É assim esperado que a escolha adequada de substrato permitia desenhar a microestrutura de filmes espessos funcionais com desempenho optimizado. “Stress Assisted Grain Growth” (SAGG) é então proposto como uma técnica potencial para desenhar a microestrutura de materiais funcionais, originando microestruturas anisotrópicas texturizadas com propriedades desejadas.
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A new microwave dielectric resonator Ba(Tb1/2Nb1/2)03 has been prepared and characterized in the microwave frequency region. 1 wt% CeO2 is used as additive to reduce the sintering temperature. The sintered samples were characterized by XRD, SEM and Raman spectroscopic methods. Microwave DR properties such as er, Q factor and temperature-coefficient of resonant frequency (Ti) have been measured using a HP 8510 B Network Analyzer. Cylindrical DRs of Ba(Tb1/2Nbi/2)03 showed high Er (~ 37), high Q (~3,200) and low Tf (~10 ppm /°C) at 4 GHz and hence are useful for practical applications
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The effect of glass additives on the densification , phase evolution, microstructure and microwave dielectric properties of Ba(Mg1;3 Ta2i3)03 (BMT) was investigated . Different weight percentages of quenched glass such as B203 , Si02, B203-SiO2, ZnO-B203, 5ZnO-2B2O3, Al203-SiO2, Na20-2B203.10H20, BaO-B203-SiO2, MgO-B203-SiO2, PbO-B203-SiO2 , ZnO-B203-SiO2 and 2MgO-Al203-5SiO2 were added to calcined BMT precursor . The sintering temperature of the glass -added BMT samples were lowered down to 1300 °C compared to solid-state sintering where the temperature was 1650 °C. The formation of high temperature satellite phases such as Ba5Ta4O15 and Ba7Ta6O22 were found to be suppressed by the glass addition . Addition of glass systems such as B203, ZnO-B203, 5ZnO-2B203 and ZnO-B203-SiO2 improved the densification and microwave dielectric properties. Other glasses were found to react with BMT to form low-Q phases which prevented densification . The microwave dielectric properties of undoped BMT with a densification of 93 . 1 % of the theoretical density were Cr = 24 . 8, Tr = 8 ppm/°C and Q„ x f= 80,000 GHz. The BMT doped with 1.0 wt% of B203 has Q„ x f = 124,700GHz, Cr = 24.2, and T f = -1.3 ppm /°C. The unloaded Q factor of 0.2 wt% ZnO-B203-doped BMT was 136,500 GHz while that of 1.0 wt% of 5ZnO-2B203 added ceramic was Q„ x f= 141,800 GHz . The best microwave quality factor was observed for ZnO -B203-SiO2 (ZBS) glass-added ceramics which can act as a perfect liquid-phase medium for the sintering of BMT. The microwave dielectric properties of 0.2wt% ZBS-added BMT dielectric was Q„ x f= 152,800 GHz, F,= 25.5, and Tr = - 1.5 ppm/°C