过渡塑性相工艺制备BN-AlN复合陶瓷

运用过渡塑性相工艺 ( TPPP)原理 ,以 BN为反应相和基体 ,Al粉为过渡塑性相制备 BN- Al N复合陶瓷 .研究结果表明 ,随着 Al粉含量的增加 ,经冷等静压后坯体的密度随之有明显的提高 ;在 N2 气氛中 1 80 0℃烧成后 ,Al与 N2 以及BN反应生成的增强相 Al N和 Al B12 提高了样品的密度和强度 ;当 Al∶ BN摩尔比从 0 .1 2 5∶ 1提高到 1∶ 1时 ,烧成制品的相对密度从 70 .0 % TD提高到 81 .2 %TD,抗弯强度从 39.5MPa提高到 90 .6MPa.

Si粉过渡塑性相对锆刚玉材料结构和性能的影响

将质量分数4%、6%、8%和10%的Si粉引入到锆刚玉材料中,采用过渡塑性相工艺,并在埋炭条件下于1500℃保温3h烧成,制备出了SiC-SiAlON结合锆刚玉材料。研究表明:Si粉不仅起塑性相成型的作用,并可促进烧结,改善锆刚玉材料的强度和抗热震性。质量分数10%Si粉试样的常温抗折强度和残余强度保持率分别为33MPa和85%,较未添加Si粉的试样分别提高了24MPa和16%。高温抗折强度则在Si粉质量分数为8%时最大,为8 MPa,为未添加Si粉试样的2.3倍。锆刚玉材料强度和抗热震性的提高归因于原位反应生成的纤维状β-SiC和少量粒状的O′-SiAlON填充在锆刚玉骨架中所起的强化作用,及裂纹遇到SiC纤维时通过桥联和偏转等所起的增强增韧作用。

过渡塑性相工艺制造Ti-B-C复合陶瓷材料

给出了以ＴｉＨ２和Ｂ４Ｃ为原料通过过渡塑性相工艺（ｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｌａｓｔｉｃｐｈａｓｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）制备Ｔｉ－Ｂ－Ｃ复合陶瓷材料的方法。同时进行了ＴｉＨ２－Ｂ４Ｃ体系和Ｔｉ－Ｂ４Ｃ体系的对比实验，结果表明，ＴｉＨ２在８００℃以下分解获得高性能的Ｔｉ粉和Ｂ４Ｃ发生了如下反应：（３＋ｘ）Ｔｉ＋Ｂ４Ｃ→２ＴｉＢ２＋（１＋ｘ）ＴｉＣ１１＋ｘ（０≤ｘ≤１）。在相同条件下以ＴｉＨ２作为过渡塑性相的ＴｉＨ２－Ｂ４Ｃ体系比Ｔｉ－Ｂ４Ｃ体系具有优越的烧结性能，在１６００℃时热压烧结４ｈ可以获得高性能的ＴｉＢ２－ＴｉＣｘ复合陶瓷材料（断裂韧性为７．７ＧＰａｍ１／２，抗弯强度为７６５ＭＰａ）。还利用Ｘ衍射和扫描电镜对这种材料的显微结构进行了研究。

叶片有限元分析中弹塑性过渡区应力奇异产生原因及解决方法

采用弹塑性有限元法、借助大型商业有限元软件对汽轮机叶片进行应力分析时,弹塑性过渡区应力的计算值有时会高于塑性区应力的计算值,即会产生应力奇异现象。为分析产生这一现象的原因,以8节点六面体单元为例,研究了有限元法计算应力的过程,并在理想弹塑性的条件下,采用有限元法和解析法计算了弹塑性过渡区单元节点应力。研究发现,有限元法通常采用高斯积分点应力值外推插值法得到单元节点应力,当单元一部分位于弹性区、另一部分位于塑性区时,这种外插算法会导致节点应力计算值高于结构的实际应力,甚至超出理想弹塑性材料的屈服极限,从而造成应力奇异。研究表明,在叶片弹塑性的有限元分析中,采用相邻高斯积分点应力加权平均的方法计算单元节点应力,可有效避免弹塑性过渡区应力产生奇异的现象。

氮化烧成后硅在刚玉氮化硅材料中的赋存形态

研究了不同温度氮化烧成后,硅在刚玉氮化硅材料中的赋存形态.结果表明:1300℃氮化后,硅的外层包裹着絮状的0’-Sialon;1400℃时,硅颗粒破裂且内部有氮化硅生成; 1500℃时,已没有残留硅保留下来,硅氮化生成了0’-Sialon和氮化硅;1600℃时,硅氮化完全,其中的杂质相CaO,Fe2O3等富集在一起.

MgO-Si3N4-Al(Si)复合材料高温强度和显微结构

研究了金属Al和Si对MgO/Si3N4复合材料高温强度的影响.得出Al和Si的加入可显著提高MgO/Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度.借助SEM和EDAX等手段研究了加入Al和Si后MgO/Si3N4复合材料的微观结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理:体系中的Al转化为纤维状的氮氧化物呈纤维增韧;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,从而起粒子弥散增强作用.

金属增韧氧化铝基耐火材料的研究进展

综述了金属增韧氧化铝基耐火材料的研究概况,并介绍了金属增韧氧化铝基耐火材料的增韧机理和过渡塑性相工艺的研究进展。认为金属增韧氧化铝基耐火材料具有一定的应用前景。

用塑性金属工艺制备Al-Al_2O_3复合无碳滑板

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、金属Al粉为原料、热固性酚醛树脂为结合剂,利用过渡塑性相工艺在埋炭条件下于1 450℃保温6 h烧成制备Al-Al2O3复合无碳滑板。当Al含量为9%(质量分数)时,复合滑板的综合物理性能最佳,其显气孔率为4.1%,体积密度为3.27 g/cm3,常温耐压强度为410MPa,1400℃保温30min后复合滑板的高温抗折强度为60.7MPa。通过设计化学反应并控制烧结气氛制备的复合滑板中,部分过渡相Al与材料中的C和气氛中的CO、N2反应生成Al4C3和AlN复合相,Al4C3进一步与材料中的Al2O3反应生成Al4O4C、Al2OC增强相,剩余的游离态Al仍为金属塑性相。Al-Al2O3复合滑板化学稳定性高、氧含量低,不含碳且不易水化,用于洁净钢时不会产生二次C、O、H及其它杂质的污染。

过渡相Cr_2O_3对Al-Al_2O_3复合滑板微观结构及性能的影响

以板状刚玉、电熔白刚玉、工业Cr2O3微粉和金属Al粉为原料,热固性酚醛树脂为结合剂,在1450℃保温6h埋炭烧成获得添加过渡相的Al-Al2O3复合滑板。结果表明:Cr2O3微粉在1450℃保温6h埋炭烧成后不能稳定存在,会转变为Cr3C2、Cr7C3或Al8Cr5铝铬金属间化合物,其存在状态由其添加量决定。复合滑板中(Al2OC)1–x(AlN)x、Al4O4C、Cr3C2及Cr7C3为增强相,Al8Cr5铝铬金属间化合物为塑性相。当Cr2O3微粉含量为3%(质量分数)时,复合滑板的组成为Al-Al4O4C–Al2O3;当添加Cr2O3微粉为6%、9%和12%时,复合滑板的组成为Al8Cr5–(Al2OC)1–x(AlN)x–Al2O3;当添加Cr2O3微粉为15%时,复合滑板的组成为Al8Cr5–Al2O3。当Cr2O3微粉含量为6%时,Al8Cr5–(Al2OC)1–x(AlN)x–Al2O3复合滑板物理性能最佳。在1450℃保温6h埋炭烧成条件下,Cr2O3微粉表现为过渡相。

铝粉对刚玉-氮化硅复合材料微观结构和性能的影响(英文)

借鉴"过渡塑性相工艺"思想,在刚玉-氮化硅复合材料中引入12.5%(质量分数)的铝粉,研究了铝粉对刚玉-氮化硅复合材料成型性能以及1 600℃空气中烧成后样品的体积密度、显气孔率和耐压强度的影响;利用X射线衍射仪和扫描电镜对材料的物相和微观结构进行了分析。结果表明:在刚玉-氮化硅复合材料中引入铝粉,有利于成型过程中孔隙的填充,坯体显气孔率由21.57%下降为20.42%,坯体致密度提高。样品在空气气氛中烧成后,未加铝粉样品表面形成的致密氧化膜厚度约为3 mm,而加入铝粉样品表面氧化膜的厚度约为0.2 mm;铝粉先于氮化硅粉发生原位氧化,降低了样品内部的氧分压,残留的铝粉发生氧化或氮化反应生成活性中间产物,促进了样品的烧结。