Al_2O_3-ZrO_2-MgAl_2O_4三元纳米复相陶瓷的微观组织和力学性能

采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2-MgAl2O4纳米复合粉体。利用真空热压烧结技术制备了Al2O3-30mol%ZrO2-30mol%MgAl2O4(AZ30S30)三元纳米复相陶瓷。微观组织研究表明:所得纳米复相陶瓷是一种典型的"晶间/晶内"复合型纳米结构,基体氧化铝和第二相均为等轴状,氧化铝晶间散布着氧化锆和尖晶石第二相晶粒,同时有大量的球形氧化锆小颗粒分散在基体氧化铝晶粒内。对不同晶粒尺度复相陶瓷的断裂韧性测试及纳米压痕实验表明:微米级复相陶瓷的最大硬度为22GPa,而纳米复相陶瓷具有更好的力学性能,其硬度随着晶粒尺寸的减小而增加,最大可达35GPa。微米级复相陶瓷的断裂韧性为8.9MPa.m1/2,而纳米复相陶瓷的断裂韧性为10.04MPa.m1/2,其增韧机理主要为ZrO2相变复合增韧、"内晶"型纳米颗粒韧化以及细晶韧化。

纳米复相陶瓷超声磨削频率与表面质量关系的实验研究

基于超声刻划试验得出超声振动下单颗磨粒去除材料方式的变化,从本质上解释了超声磨削下表面质量提高的原因.超声振动作用会导致材料的磨削层表面等效硬度急剧降低,材料去除方式从脆性向塑性转变,且随频率升高现象更为明显.实验结果表明,超声磨削下纳米复相陶瓷材料的表面质量高于普通磨削,且超声振动频率的升高对提高表面质量有促进作用.

纳米复相陶瓷的制备、显微结构和性能

从纳米复相陶瓷的分类、材料的设计和制备以及材料的微观结构和性能等方面对纳米复相陶瓷进行了详细的阐述，并提出通过纳米和微米复合相互结合以及控制调节材料中晶粒形状和大小来改善瓷体性能的设想．

无压烧结Al_2O_3/SiC纳米复相陶瓷的研究

将粒径为 3 0～ 3 5nm的 β -SiC粉 ,加入亚微米尺寸的α-Al2 O3粉料中 ,通过无压烧结工艺 ,制备出了Al2 O3/SiC纳米复相陶瓷 .烧结体相对密度达到 98.82 % ,抗弯强度和断裂韧性分别达到 489MPa和 6.67MPa·m1 / 2 .SEM分析发现 :纳米SiC颗粒镶嵌于氧化铝晶界 ,形成了由Al2 O3-SiC -Al2 O3晶粒间搭桥联结的界面与SiC -Al2 O3之间牢固结合的相界组成的复合界面 ,改善了晶界结构 ,极大地提高强度和韧性 .同时发现纳米强化相中O2 含量对烧结体密度和组织结构有重要影响 .用Si/C/N非晶复合粉作为强化相也进行了对比实验 .

ZTA纳米复相陶瓷的研究

综述了近年国内外对ZTA纳米复相陶瓷材料力学性能及影响因素、内部结构。

高性能可加工3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的制备

利用化学包覆和热压烧结制备出3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷,BN体积分数分别为10%~30%。XRD和TEM揭示,大长径比的纳米h-BN颗粒均匀分布在ZrO2晶界;与原始尺寸相比,ZrO2晶粒没有明显长大。与对应的微米复相陶瓷相比较,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的弯曲强度及断裂韧性得到显著提高。当BN的体积分数达到20%时,复相陶瓷可用WC刀具容易地加工。BN的体积分数达到30%时,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷具有最佳的综合性能:弯曲强度为774MPa,断裂韧性为7.85MPa.m1/2,以及优异的可加工性能。

纳米陶瓷、复相陶瓷及纳米复相陶瓷

纳米陶瓷、复相陶瓷及纳米复相陶瓷的研究是纳米材料研究领域中的一个重要部分,综述了其发展过程和研究动态,阐述了纳米复相陶瓷的优异性能、产生机理及应用前景,展望了纳米复相陶瓷的发展趋势.

纳米复相陶瓷力学性能的研究进展

综述了影响纳米复相陶瓷力学性能的多种因素,包括原始粉料粒径、纳米添加相的含量、显微结构及热处理工艺等,指出了存在的问题及今后的研究方向。

Al_2O_3基多元纳米复相陶瓷的制备及其超塑性

采用溶胶-凝胶法制备了Al_2O_3-ZrO_2(3Y)-Spinel纳米复合粉体,其颗粒大小为20～30 nm,粒度分布均匀,无硬团聚。采用真空热压烧结工艺制备了纳米复相陶瓷,结果表明:由于纳米复合粉体中的第二相阻止了基体Al_2O_3的致密化,纳米复合粉体的烧结温度较普通微米粉体相比并没有大幅度降低,其合适的烧结温度为1450～1500℃。烧结体的超塑性压缩试验表明:在1500℃材料表现出良好的超塑变形能力,变形抗力小于30MPa。在整个压缩变形过程中,材料没有出现明显的应变软化,显示出与超塑性拉伸变形截然不同的特性。

Al_2O_3/SiC纳米复相陶瓷材料的研究进展

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷由于具有优异的室温及高温机械性能而成为结构陶瓷领域研究的热点.本文就Al2O3/SiC纳米复相陶瓷的不同制备加工方式及增强增韧机理进行了详细的阐述.其中粉体的均匀混合是制备过程的关键因素,残余应力及裂纹偏转导致的穿晶断裂以及裂纹尖端SiC颗粒的桥联作用是复相陶瓷强度和韧性增加的主导因素.

纳米复相陶瓷

纳米复相陶瓷以其优异的性能受到大家的关注 ,成为陶瓷研究领域的研究热点。本文在介绍纳米复相陶瓷分类、材料设计和制备的同时 ,着重阐述了纳米复相陶瓷中纳米颗粒对材料的显微结构和性能的影响。

3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的显微组织及其性能

利用化学包覆和热压烧结制备出晶界型3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷,并与机械混合相同工艺热压烧结的微米复相陶瓷对比。结果表明:3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷较对应的微米复相陶瓷保留了更多的t-ZrO2,并且形成精细均匀的显微组织;纳米h-BN第二相在基体中高度弥散,使引入的缺陷尺寸降低到100nm以下。这是造成材料能够获得优良力学性能的主要原因。在BN弥散相的体积分散达到20%时,3Y-ZrO2/BN纳米复相陶瓷保持了优异的强韧性,具有高质量的可加工性,并显示出类似塑性加工的特征。

Al_2O_3基纳米复相陶瓷的研究进展

从纳米复相陶瓷的研究、发展及增韧增强的机理出发 ,论述了Al2 O3基纳米复相陶瓷的研究进展 ,同时阐述了有关的增韧机理 ,并提出了纳米金属间化合物增韧Al2

纳米复相陶瓷制备技术的研究现状

纳米增强相在陶瓷基体中以纳米尺度稳定地均匀分布,是制备高性能纳米复相陶瓷材料的关键。介绍了纳米复相陶瓷的特性,几种具有广阔应用前景的纳米复相陶瓷材料的制备方法及研究成果。存在的问题主要有纳米增强相的均匀分散,还没有成熟的低成本、高性能且产业化的制备工艺,指出纳米复相陶瓷的研究将围绕这2个问题而进行。

放电等离子烧结Al_2O_3-ZrO_2纳米复相陶瓷及其力学性能

采用醇 水溶液加热法制备两相分散良好的纳米复合粉体,通过放电等离子超快速烧结制备Al2O3 ZrO2纳米复相陶瓷。研究了纳米第二相ZrO2对复相陶瓷致密化、烧结行为、力学性能以及微观结构的影响。从烧结激活能的观点解释了纳米第二相阻止基体Al2O3致密化的原因。放电等离子烧结得到了典型的晶间/晶内混合型纳米陶瓷,其弯曲强度高达1070MPa,断裂韧性达10.42MPa·m1/2。微观组织分析表明其中大量的内晶纳米颗粒阻止位错运动,使得基体氧化铝晶粒内形成复杂的位错组态,其主要特点为穿晶断裂和多重界面。

二维超声磨削纳米复相陶瓷的磨削特性研究(1)

本文通过对二维超声磨削纳米复相陶瓷的磨削特性进行理论分析及试验研究,尤其是磨削力的特性及其影响因素,从而探索磨削加工表面质量的影响因素并提出改善磨削效果的措施。研究结果表明,磨削力随着切深的增大而增大,随着磨削深度的进一步增加,超声振动在磨削加工中所起的作用减弱;二维超声振动磨削大大扩大了复相陶瓷磨削的塑性加工区域,二维超声振动磨削过程的塑性域是磨削深度小于5μm,而普通磨削塑性域是在磨削深度小于2μm;适当增大磨削速度,既可以增强磨削砂轮的自锐能力,获得较高的去除率,又可以增加塑性变形,改善工件的表面质量;砂轮线速度的变化对二维超声振动磨削过程中的磨削力影响比对普通磨削过程中的磨削力的影响小,故二维超声振动磨削可以选用较大的砂轮线速度;工件速度对二维超声振动磨削表面粗糙度影响很大,其值随着工件速度的增加而增大。

二维超声磨削微纳米复相陶瓷表面变质层特性研究

利用二维超声振动磨削,对微纳米复相陶瓷磨削表面变质层的结构、晶粒度和晶格畸变等进行研究。在一定的磨削条件下,微纳米复相陶瓷二维超声振动磨削表层是以晶粒碎化的材料粉末化以及少量的材料压碎和晶粒脱落等方式为主的塑性变质层,亚表层是以晶格畸变、晶界滑移为主的塑性变形层,材料脆性碎裂去除方式极少,以塑性变形去除机理为主。为此提出了微纳米复相陶瓷二维超声振动磨削表面变质层结构模型。通过TEM,SEM观察发现:纳米材料微观变形机理为内晶型结构增强相的晶粒内位错,基体晶粒的晶界滑移、晶间第二相的变形为其变形协调机制。由于纳米粒子分散在晶界间,阻碍了裂纹的扩展,使得材料表现为穿晶断裂行为,从而获得良好的加工表面。

纳米复相陶瓷超声振动磨削表面微观特性

基于磨削表面几何和物理微观特性，对Al2O3-ZrO2纳米复相陶瓷二维超声振动磨削表面变质层进行了研究．AFM观测表明，二维超声振动磨削表层是以晶粒碎化的材料粉末化、少量的材料压碎和颗粒的脱落为主的塑性变形层，其表面粗糙度低于普通磨削表面粗糙度30％～40％．磨削表层和基体之间过渡层的X射线衍射峰具有半峰宽化现象，过渡层是以晶格畸变为主的塑性变形层，磨削表面无非晶相产生；在一定的磨削条件下，陶瓷材料纳米增韧改性和二维超声振动磨削技术相结合，可实现以非弹性变形为主要去除机理的超精密磨削表面．

纳米复相陶瓷超声振动平面磨削温度的试验研究

本文采用人工热电偶测温方式,对纳米ZrO2增韧氧化铝复相陶瓷,进行了普通和超声平面磨削温度试验研究。给出了普通和超声磨削两种情况下温度场的分布状态与规律,研究了不同的磨削参数,对陶瓷磨削温度的影响。研究得出:超声磨削的表面温度,一般比普通磨削的温度至少低70℃,复相陶瓷由于其材料的热特性,表现出距离表面越近,温度梯度越大的规律。磨削参数对表面温度的影响规律是,磨削深度影响最大,进给速度次之,砂轮速度最小。

纳米碳化硅基复相陶瓷的分散和烧结技术研究进展

碳化硅陶瓷是一种高性能的陶瓷,具有高强度、高硬度、耐高温、耐化学腐蚀、高热导率、低热膨胀以及低密度等性能,广泛应用于各个工业领域以及航空航天领域。从纳米复相陶瓷制备过程中的分散方法以及碳化硅基陶瓷的烧结方法与烧结助剂等方面详细论述了目前有关碳化硅基纳米复相陶瓷的研究进展。