自蔓延高温合成层状Ti_3SiC_2陶瓷的相形成过程

采用自蔓延高温合成方法,以Ti、Si、C粉为原料合成了层状Ti3SiC2陶瓷材料,用X射线衍射分析了燃烧合成产物的相组成,并结合反应物体系的差热分析和X射线衍射分析探讨了自蔓延高温合成Ti3SiC2的相形成过程,进而建立Ti-C-Si体系在自蔓延燃烧合成反应过程的物理模型。

层状Ti_3SiC_2陶瓷的组织结构及力学性能

利用热压烧结TiH2,Si和C粉获得了致密度大于98%的层状Ti3SiC2陶瓷。利用压痕法,在不同的载荷下测定了材料的维氏硬度,发现其硬度值随载荷的增加而降低,在最大载荷30kg时,硬度值为4GPa。压痕对角线没有发现径向裂纹的出现。这归因于多重能量吸收机制——颗粒的层裂、裂纹的扩展、颗粒的变形等。利用三点弯曲法和单边切口梁法测定了材料的强度和韧性分别为270MPa和6.8MPa·m1/2。Ti3SiC2材料的断口表现出明显的层状性质,大颗粒易于发生层裂和穿晶断裂,小颗粒易被拔出。当裂纹沿平行于Ti3SiC2基面的方向扩展造成颗粒的层裂,当裂纹沿垂直于基面的方向扩展时,裂纹穿过颗粒的同时,在颗粒内部发生偏转,使裂纹的扩展路径增加。裂纹的扩展路径类似人们根据仿生结构设计的层状复合材料。裂纹在颗粒内的多次偏转、裂纹钉扎以及颗粒的层裂和拔出等是材料韧性提高的主要原因。此外,在室温下得到的荷载-位移曲线,说明Ti3SiC2材料不象其它陶瓷材料的脆性断裂,而是具有金属一样的塑性。

ZrO_2层状复合陶瓷的显微结构及晶体学位向关系

利用扫描和透射电子显微镜及X rays衍射仪等,对ZrO2层状复合陶瓷的显微形貌特征、断裂相变量及晶体学位向关系进行了深入研究。研究结果表明,ZrO2层状陶瓷由于界面压应力的作用,抑制了烧结过程中晶粒的生长速度及冷却后四方相向单斜相的转变,提高了可相变四方相的含量,提高了断裂相变量,改善了材料的力学性能,但却没有改变四方相和单斜相之间的晶体学位向关系,在层状ZrO2陶瓷中,(100)m//(010)t的晶体学位向关系仍然存在。

ZrB_2-SiC/C层状复合陶瓷的高温氧化行为

利用流延法成膜和热压烧结工艺制备出了ZrB2-SiC层和石墨层交替排列、层厚均匀、界面清晰的ZrB2-SiC/C层状复合陶瓷。采用循环氧化法对ZrB2-SiC和ZrB2-SiC/C层状复合陶瓷在1000℃及1300℃空气中的氧化动力学曲线进行了研究。结果表明:在1000℃氧化增重时,ZrB2-SiC/C层状复合陶瓷在氧化反应初期表现为氧化增重,随着时间的增加,表现为氧化减重。在1300℃时,ZrB2-SiC/C层状复合陶瓷由于基体层ZrB2-SiC和弱夹层石墨相的氧化规律的相互叠加,使得其氧化增重曲线表现为抛物线规律。由XRD分析及扫描电镜观察发现,1300℃氧化15 h后,试样中不存在弱夹层石墨相,由于石墨相的挥发,材料残留孔隙。

三元层状陶瓷Ti_3AlC_2的研究进展

三元层状陶瓷Ti3AlC2由于兼具金属与陶瓷的优异性能,吸引了材料工作者的广泛关注。Ti3AlC2具有较低的维氏硬度,高熔点,高弯曲强度、杨氏模量和剪切模量,优良的导电导热性,自润滑性及良好的抗氧化、耐腐蚀性。综述了近年来三元层状陶瓷Ti3AlC2的制备技术及性能的研究进展,分析了Ti3AlC2的反应机理,并展望了Ti3AlC2材料的应用前景。

新型层状陶瓷材料Ti_3SiC_2

六方晶 Ti_3SiC_2是由 Si 原子形成的 Si 层被 TiC 八面体连接起来构成的层状晶体结构。这种结构赋予它象石墨一样具有润滑性和可加工性。它同时结合了金属和陶瓷的许多优良性能,具有较好的导电性和导热性,高温延性,抗热震,高强度以及抗氧化等。在国内外研究资料的基础上,对此材料的晶体结构、制备方法、各种性能等方面的研究做了较系统地论述,并展望了此材料的研究方向。

Ti_3SiC_2层状陶瓷的研究进展

Ti_3SiC_2层状陶瓷兼有金属和陶瓷的许多优良性能,具有高的热导率和电导率,易加工,同时具有良好的抗热震性、抗氧化性和高温稳定性。综合评述了Ti_3SiC_2陶瓷的结构、性能以及制备工艺,并对其在耐火材料行业中的应用前景进行了展望。

层状陶瓷Ti_3SiC_2的研究现状

新型层状陶瓷Ti3SiC2 兼有金属和陶瓷的许多优良性能 ,具有高的热导率和电导率 ,易加工 ,同时具有良好的抗热震性、抗氧化性和高温稳定性。在高温结构陶瓷、电极材料、可加工陶瓷材料、自润滑材料等领域的应用有着很好的前景。本文综合评述了Ti3SiC2 的性能。

A1_2O_3层状复合陶瓷的研究进展

层状复合是目前增韧A12O3陶瓷的有效途径,从层状复合材料的成型方法、增韧机制、结构设计等方面,论述了A12O3体系层状复合陶瓷的研究进展及目前存在的问题。

原位热压反应制备高性能亚微米层状Ti_3C_2/(Cu-Al)金属陶瓷

以Ti3AlC2和Cu粉作为原料,在1150℃下原位热压反应制备了具有亚微米层状结构的Ti3C2/(Cu-Al)金属陶瓷材料。XRD、SEM和TEM分析表明,这种亚微米层状结构的形成,归因于Ti3AlC2与Cu的高温反应引发Ti3AlC2层状结构解离、Al原子溶脱,固溶入周围的Cu中形成Cu-Al固溶体,Al溶出后的Ti3AlC2中原始Ti3C2层规律性聚集、最终形成厚度为150nm左右的Ti3C2层与Cu-Al层交替层叠结构。由于这两种结构之间的牢固结合以及Cu-Al相构成的空间网络结构,使得此金属陶瓷材料具有优异的力学性能和电学性能。其抗弯强度超过1200MPa,并具有良好的断裂韧性和导电性。

层状ZrB_2-SiC-G陶瓷在1300℃下的抗氧化性及其残余强度的研究

采用流延–层叠–热压的方法制备了不同石墨界面层的层状ZrB_2-SiC-G超高温陶瓷,研究其在1300℃下氧化0.5~10 h的氧化行为以及氧化时间对室温残余强度的影响,观察了增重量随氧化时间的变化,并对其物相和形貌进行了分析。结果表明,石墨界面层中添加40vol%ZrB_2和10vol%SiC制备的层状ZrB_2-SiC-G超高温陶瓷,室温弯曲强度为670 MPa,断裂韧性为13.7 MPa·m^(1/2),氧化10 h后弯曲强度仍达429MPa,断裂韧性仍达10.25 MPa·m^(1/2),优异的残余强度是由于表面形成了致密的SiO_2玻璃层而阻止了材料内部被氧化。

ZrO_2层状复合陶瓷压痕开裂力学分析

在ZrO2层状复合陶瓷中,压痕裂纹的形成除了因塑性区体积变化产生的残余应力外,还与相变应力有关。此外,界面压应力对表面裂纹具有较大的抑制作用。传统的压痕法公式忽略了压痕底下相变应力和界面压应力对压痕开裂和试样断裂的贡献,得到的数据偏小,不能真实反映ZrO2层状复合陶瓷断裂韧性大小。用Indentation-fracture法测ZrO2层状复合陶瓷的断裂韧性更接近真实值。

B_4C/TiB_2层状复合陶瓷的制备与性能研究

以工业碳化硼和硼化钛粉末作为原料,采用水基流延成型和热压烧结方法制备了B4C/TiB2层状复合陶瓷。研究了层厚比、层数和B4C/(1-X)wt%TiB2+Xwt%B4C层状复合陶瓷的夹层组分与力学性能之间的关系。探讨了B4C/(1-X)wt%+Xwt%B4C层状复合陶瓷的增韧机理。

Al_2O_3/ZrO_2层状复合陶瓷的显微结构特征与强韧化的关系

利用自带能谱的扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)仪,对Al_2O_3/ZrO_2层状复合陶瓷的显微结构特征及断口形貌进行深入分析研究。研究结果表明:表面压应力的作用细化了晶粒,提高了可相变四方相的含量,增加了相变增韧的效果;沿界面两端表现出2种不同的断裂机制:界面以外靠近表面部分,其断裂主要是穿晶断裂;在基体层的断裂则表现为沿晶和穿晶混合型断裂方式。该断裂行为与ZrO_2层状陶瓷的相变增韧机制密切相关。

新型层状陶瓷Ti_3AlC_2的研究进展

综述了可加工性Ti3AlC2陶瓷的研究进展。三元碳化物Ti3AlC2属于六方晶体结构,空间群为P63/mmc。它具有许多优良的性能,有较高的强度和弹性模量,还有高的导热和导电系数。室温下有抗损伤能力,高温下有良好的抗氧化性及显著的塑性变形。应用SHS、HP/HIP及SPS(等离子放电烧结)可制备该化合物。用HIP及SPS可制备高纯、致密的Ti3AlC2陶瓷材料。

压痕法研究ZrO_2层状复合陶瓷的抗热震性

用压痕法测试了单层和层状两种ZrO2 陶瓷材料的抗热震性能。研究结果表明 :ZrO2 层状复合陶瓷的临界热震温差ΔTc=4 0 0℃ ,比ZrO2 单层陶瓷高出15 0℃左右 ,同时还表现出其ΔTc与陶瓷厚度无关的优异性质。现场试验结果也证明 ,ZrO2 层状复合陶瓷抵抗 15 0 0℃冷热骤变的能力优于ZrO2 单层陶瓷。研究认为 ,界面压应力作用部分或全部抵消了热冲击应力 ,使裂纹在界面处发生偏转 ,提高了材料的断裂能和断裂功 。

Ce改性0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1SrBi_2Nb_2O_9铋层状铁电陶瓷结构与性能

采用固相法制备了CeO_2掺杂改性的0.9Bi_4Ti_3O_(12)-0.1SrBi_2Nb_2O_9(BIT-SBN)铋层状铁电陶瓷材料。系统研究了CeO_2掺杂对BIT-SBN基陶瓷物相结构、微观结构以及电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构,样品的晶粒尺寸随着CeO_2掺杂量的增加而逐渐增大,并且沿a-b面的生长速度明显大于沿垂直c轴方向的生长速度;BIT-SBN基陶瓷的压电性能随着CeO_2的掺杂而显著提高,损耗明显降低。当CeO_2掺量为0.75 wt%时,样品具有最佳的电性能:压电常数d_(33)=28 pC/N,介电损耗tanδ=0.20%,机械品质因数Q_m=3015,居里温度T_C=595℃;并且此时样品具有良好的热稳定性,在高温器件领域具有一定的应用潜能。

SPS烧结层状TiB_2/BN陶瓷的界面研究

本文采用放电等离子烧结 (SPS)技术烧结层状TiB2 /BN陶瓷 ,研究其界面结合的性质和状况。并讨论了当夹层厚度不同的时候 。

新型层状陶瓷Ti_3SiC_2的研究进展

新型层状陶瓷Ti3SiC2兼有金属和陶瓷的许多优良性能,具有高的热导率和电导率,易加工,同时具有良好的抗热震性、抗氧化性和高温稳定性。本文从层状陶瓷Ti3SiC2制备方法、结构和性能等方面进行综述,并对其应用前景进行展望。

新型层状陶瓷Ti_3SiC_2的研究进展

新型层状陶瓷Ti3SiC2兼有金属和陶瓷的许多优良性能,具有高的热导率和电导率,易加工,同时具有良好的抗热震性、抗氧化性和高温稳定性。本文从层状陶瓷Ti3SiC2制备方法、结构和性能等方面进行综述,并对其应用前景进行展望。