离心反应熔铸TiB2基/42CrMo合金钢梯度复合陶瓷材料层间缺陷研究

在(Ti+B4C)燃烧体系中引入Ni添加剂,采用超重力场自蔓延离心反应熔铸技术制备出TiB2基/42CrMo合金钢梯度复合材料。观察材料中存在的裂纹和孔洞两种微观层间缺陷并探讨其形成机理。结果表明,在凝固过程中,液态陶瓷遵循表面自下而上与底部自上而下的双向凝固顺序,使得在其心部偏下位置形成金属液膜,液膜受力断裂即产生热裂纹。为消除热裂倾向,可减少金属添加剂的含量、加快凝固速率。由于受强风激冷作用,陶瓷表面率先形成凝固壳层;后续凝固过程中,陶瓷液相无法得到补充,以致在陶瓷内部形成缩松、缩孔。通过改善压坯质量、改变物料成分、改善保温环境都可以有效减少材料内部孔洞。

多层陶瓷结构Al_2O_3-Fe_2O_3/3Y-TZP梯度复合陶瓷的制备及性能

为更好地实现口腔修复体的美学修复效果,采用掺杂不同含量Fe_2O_3(0.01wt%～0.09wt%)和Al_2O_3(0.1wt%)的3mol%Y2O3稳定的ZrO2(3Y-TZP)粉体为原料,经过铺粉、压制、烧结等工艺制得色度渐变的多层陶瓷结构Al_2O_3-Fe_2O_3/3Y-TZP梯度复合陶瓷。对该梯度复合陶瓷的色度分布、烧结性能和力学性能进行检测,同时研究了Fe_2O_3和Al_2O_3的掺杂对3Y-TZP陶瓷组织和性能的影响。结果表明,制得的Al_2O_3-Fe_2O_3/3YTZP梯度复合陶瓷色度由红黄向白色沿成分变化方向呈梯度变化,与天然牙齿色度分布规律一致;力学性能呈梯度变化并从无色端到有色端逐渐降低,但仍满足牙科使用需求(≥800 MPa);在无色瓷层中掺杂微量Al_2O_3(0.1wt%)可以改善Al_2O_3-Fe_2O_3/3Y-TZP梯度复合陶瓷的烧结性能,避免在预烧结过程中发生开裂。微量Fe_2O_3和Al_2O_3的掺杂会促进其在烧结过程中的致密化及晶粒长大;微量Fe_2O_3(0.01wt%)和Al_2O_3(0.1wt%)的掺杂有助于提高3Y-TZP陶瓷的挠曲强度,然而随着Fe_2O_3掺杂量的继续增多(≤0.09wt%)挠曲强度降低。

梯度陶瓷金属装甲复合材料研究进展

详细综述了梯度陶瓷金属装甲复合材料的制备工艺,冲击加载下的动态响应,材料设计,抗弹性能与数值模拟方面的研究进展;讨论了梯度陶瓷金属装甲复合材料在装甲应用方面的优势,并指出了进一步研究重点。

TiC-TiB_2-Fe陶瓷与42CrMo熔化连接及层间梯度复合材料制备

采用超重力场辅助自蔓延高温合成(SHS)技术,实现了TiC-TiB_2-Fe细晶凝固陶瓷与42CrMo合金钢的熔化连接,并制备出具有连续梯度特征的陶瓷/合金钢层间复合材料。陶瓷/合金钢层间接头组织表明:正是超重力场辅助SHS的爆燃特性,使得合金钢表面发生熔化,进而发生熔融态陶瓷、合金钢液相层间的原子互扩散现象;在陶瓷/合金钢连接区形成Ti C和Fe基合金呈相间分布且细小TiB_2片晶镶嵌其上的凝固组织,并使陶瓷/合金钢界面呈现连续梯度特征,使陶瓷/合金钢的界面剪切强度达到355±50 MPa;层间连续梯度复合材料硬度从陶瓷至合金钢则呈抛物线下降趋势。

HAP-玻璃-α-Al_2O_3复合梯度生物陶瓷涂层的显微结构及其附着强度

利用涂覆烧结法在 α- Al2 O3陶瓷基体表面制备了 HAP-玻璃 (α- Al2 O3)梯度生物活性涂层 ,并研究了涂层组成对显微结构和附着强度的影响。梯度涂层中玻璃组成采用低膨胀低软化温度的 R2 O- Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统 ;涂层中的 HAP含量由里到外逐渐增多 ,并在涂层中添加了适量的超细 α- Al2 O3粉体。实验结果表明 ,使用 R2 O-Al2 O3- B2 O3- Si O2 系统玻璃有利于涂层低温烧结和涂层与基体结合 ,在涂层中添加 α- Al2 O3超细粉有利于提高涂层与基体结合强度 ,所制备的梯度涂层与基体的结合强度为 4 8.2 MPa。

冲击波在陶瓷与梯度材料界面上的传播特性

研究了冲击波在有限厚度陶瓷平板与半无限大陶瓷 /金属复合背板的界面传播特性。论文的研究基于 Furlong等提出的预测球面波在两弹性体间的平面界面上的反射、折射特性的基本方法。论文重点研究了剪切耦合边界条件下复合背板中的金属体积百分比和陶瓷面板的厚度对反射波强度的影响。通过研究得出了一些对于陶瓷 /复合装甲及陶瓷

宽带激光熔覆WCp/Ni基合金梯度涂层的组织与性能

在 4 0Cr调质钢表面采用宽带激光熔覆铸造WCp/Ni基合金梯度复合涂层 ,对涂层组织和性能进行了测试分析 。

先驱体转化法制备SiC/Al_2O_3-PCS陶瓷梯度复合材料

以聚碳硅烷为先驱体,经过多次表面裂解-浸渍循环制备SiC/Al2O3-PCS陶瓷梯度复合材料.DTA-TG分析研究表明,裂解面抗高温氧化性能得到明显改善.显微红外及SEM扫描分析表明裂解表面内聚碳硅烷陶瓷先驱体全部转化为SiC,从裂解面向聚合物层的过渡为连续过渡,没有明显的界面.随着离裂解面的距离增加,Si-H键红外吸收强度逐步增强.

Ti合金插层厚度对反应连接TiB_2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料的影响

将Ti合金插层引入(Ti+B_4C)反应原料和Ti合金底板之间,研究Ti合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明:合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及EDS分析结果表明:在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB_2和TiC_(1-x)的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB_2、TiC_(1-x)及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。

耐高温熔融金属侵蚀热喷涂涂层的研究

针对热镀高铝层工艺过程沉没辊、稳定辊在更高温度下抵抗金属熔融液侵蚀、耐带钢磨损的需求,采用大气等离子热喷涂技术,利用不同类型涂层不同性能特点,研发制备了新型复合梯度陶瓷(ZrO2-Y2O3/ZrO2-Al2O3)涂层,克服了常规单一耐高温熔融金属侵蚀的陶瓷涂层易剥落等问题。对比测试分析结果表明:新型复合梯度陶瓷涂层微观组织致密,显微硬度高,具有良好的抗冲击、抗热震、耐磨损、耐高温腐蚀等综合性能,可满足热镀高铝产线沉没辊、稳定辊工况要求。