CaB_2O_4/CBS复相陶瓷的制备及性能

研究了偏硼酸钙(CaB2O4)与钙硼硅(CBS)玻璃按不同比例制备的CaB2O4/CBS复相陶瓷的相组成、显微结构、介电性能和热膨胀系数等。在200～500℃时,复相陶瓷的热膨胀系数为10×10–6 K–1。当添加w(CBS)为20%,CaB2O4/CBS复相陶瓷经过930℃保温2 h后,试样主要由CaB2O4晶相和少量的β-CaSiO3晶相所构成。微观结构致密,气孔率低,晶粒尺寸为5μm左右。在10 MHz下,εr为7.18,tanδ为1.2×10–4。

Al_2O_3添加量对CBS/Al_2O_3复相陶瓷结构与性能的影响

采用流延法制备CBS/Al2O3复相陶瓷。运用FTIR、XRD、SEM和EDS等分析测试手段研究了Al2O3添加量对CBS/Al2O3复相陶瓷微观结构和介电性能的影响。结果表明:随着α-Al2O3添加量的增加,钙长石相的形成抑制了石英相和硅灰石相的生长,试样的烧结温度和致密度明显提高,烧结温度范围扩大。但Al2O3添加量大于48%时,玻璃液相不足以充分润湿陶瓷相,导致体系致密度下降。Al2O3添加量为48%的复相陶瓷850℃烧结,密度ρ=3.11 g·cm-3,10 MHz频率下,介电常数εr=7.95,介电损耗tanδ=1.1×10-3,能够与金浆低温共烧。

原位无压烧结制备Si2N2O-Si3N4复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3陶瓷粉体作为烧结助剂,原位无压液相烧结制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷,Si2N2O相通过SiO2+Si3N42Si2N2O反应生成。生坯采用注凝成型制备,然后在1780℃保温2h烧结,烧结体基本由板条状的Si2N2O及长柱状的-βSi3N4晶粒构成。Si2N2O陶瓷相对于Si3N4陶瓷而言,具有优异的抗氧化性能,低的弹性模量,以及低的热膨胀系数,因此,Si2N2O-Si3N4复相陶瓷结合了两者的优异性能,并大大提高了材料的热冲击性,材料的热冲击温差即使达到1200℃,其残余强度基本上没有变化。

原位制备细晶Si_3N_4-Si_2N_2O复相陶瓷

以Y2O3和Al2O3纳米陶瓷粉体作为烧结助剂,液相烧结非晶纳米Si3N4陶瓷粉体,制备Si3N4-Si2N2O复相陶瓷。Si2N2O相通过原位反应2Si3N4(s)+1.5O2(g)=3Si2N2O(s)+N2(g)生成。1600℃烧结,烧结体保温30min,Si2N2O体积分数达到52%,基本由细小均匀的球形晶粒构成,平均粒径尺寸210nm,相变过程中,个别颗粒异常长大,长径比达到1.5。保温时间对孔隙、密度和粒径产生重要影响:随着保温时间的延长,孔隙逐渐收缩减小,烧结体的致密度逐渐提高,晶粒逐渐长大,保温60min,孔隙几乎完全闭合,相对密度达到99.1%,平均粒径280nm。当保温时间达到90min时,相对密度增加并不明显,但平均粒径长大到360nm。

Y_2O_3对反应烧结Si_3N_4/SiC复相陶瓷组织和性能的影响

以低压铸造用升液管为研究目的,以Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,磨切单晶硅废料Si粉和SiC为主料,反应烧结法制备Si3N4/SiC复相陶瓷。研究了Y2O3含量对复合材料结构和力学性能的影响,采用XRD、SEM对复合材料的相组成、微观形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相的烧结体,并含有少量Sialon晶须及未反应的Si。Y2O3含量对复相陶瓷力学性能影响很大,在分析稀土Y2O3作用机理的基础上,得到2.5%Y2O3优化试样的力学性能优良,相对密度达到88%,维氏硬度达到1.1 GPa,常温抗弯强度50 MPa。

纳米Al_2O_3对纳米4YSZ复相陶瓷结构和性能的影响

以纳米 4YSZ和纳米Al2 O3 粉末为原料 ,对掺少量Al2 O3 的 4YSZ无压烧结体的烧结特性、结构和性能进行了研究。掺适量的Al2 O3 可降低烧结温度 ,减缓 4YSZ晶粒的长大。少量的交接渗透强化了晶界 ,烧结体断裂倾向于穿晶断裂 。

Al_2O_3/B_4C复相陶瓷制备及其韧化机理的研究进展

Al_2O_3/B_4C作为一种优良的结构部件,在工业及国防领域都具有广阔的应用前景。简要论述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的几种常用制备方法,如自蔓燃高温合成、无压烧结法、热压烧结法、机械合金化法等;重点综述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的几种增韧方式及增韧机理,并简述了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的应用;最后,指出了Al_2O_3/B_4C复相陶瓷材料的研究不足之处以及下一步的研究动向。

制备CoAl2O4／ZrO2复相陶瓷及微观结构

采用化学沉淀的方法,在氧化锆粉体表面包覆了10～20 nm厚的铝和钴的氢氧化物,高温烧结后制备了CoAl_2O_4/ZrO_2复相陶瓷。由于高温下CoO的挥发,少量过剩的Al_2O_3扩散进入CoAl_2O_4晶格而导致其晶格常数变小。XRD相分析发现CoO和Al_2O_3的引入对基体氧化锆的四方相含量没有显著影响。研究结果表明,化学沉淀包覆的方法有利于反应物的均匀混合,缩短传质距离而促进固相反应,并在一定程度上保证复相陶瓷结构的均匀性。

ZrSiO_4-Al_2O_3复相陶瓷的制备及力学性能研究

以ZrSiO4、Al2O3、高岭土为主要原料,长石等作为烧结助剂,在1220～1340℃之间制备出了致密的ZrSiO4-Al2O3(5～43 wt%Al2O3)复相陶瓷。研究了Al2O3含量、烧结温度对复相陶瓷显微结构及力学性能的影响。结果表明,复相陶瓷的物相包括ZrSiO4与Al2O3。适当提高烧结温度有助于试样的致密化;引入的Al2O3通过颗粒增强、裂纹偏转、细晶强化等机制对ZrSiO4陶瓷起到了一定的增强增韧作用。1300℃烧结制得的添加25 wt%Al2O3的复相陶瓷具有最佳的力学性能,其抗弯强度达到181 MPa,断裂韧性为3.00 MPa m1/2,维氏硬度为7.0 GPa。

液相浸渗法制备CaAl12O19/（MgAl2O4-Al2O3）复相陶瓷

采用液相浸渗法制备了CaAl12O19/(MgAl2O4-Al2O3)复相陶瓷。研究了不同原料物质的量比(n(α-Al2O3)∶n(MgO)=1∶1、2∶1、3∶1、4∶1)对复相陶瓷的物相组成、显微结构和性能的影响。结果表明:试样中的MgAl2O4均不是理论配比,Al2O3含量不足时,生成了Ca12Al14O33和CaAl4O7。与未浸渗试样对比,生成的低熔点Ca12Al14O33可能促进了MgAl2O4晶粒的生长和发育;板片状CaAl12O19的生成虽然降低了试样的体积密度,但其强度反而增大,起到了增强、增韧的作用。随着复相材料中Al2O3含量的增加,试样的体积密度和抗折强度均逐渐增大。

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3-BaWO_4复相陶瓷的合成与性能研究

以Ba(Zn1/3Nb2/3)O3和BaWO4复合的方式,利用固相合成法,制备了(1-x)Ba(Zn1/3Nb2/3)O3-xBaWO4复合陶瓷(x=0.1~0.4),XRD表明上述两相能在烧结样品中共存。当x=0.3~0.4,在1 225℃烧结时,可以获得近零温度系数的性能优异的微波介质陶瓷,其介电性能为:εr=27.4~24.0,Q×f=53 800~65 300 GHz,τf=5.0^-2.1 ppm/℃。

Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-Mg4Nb2O9复相陶瓷微波介电性能研究

采用传统固相法制备了(1-x)Ba(Mg1/3Nb2/3)O3-xMg4Nb2O9[(1-x)BMN-xM4N2,x=0.003~0.125]微波介质陶瓷,研究了相结构、烧结性能与介电性能随x的变化规律。结果表明:BMN与M4N2可以两相共存,且二者间存在有限固溶,BMN的烧结温度及高温稳定性有所降低。随着x的增大,介电常数εr和谐振频率温度系数τf逐渐减小,Q×f值的变化易受到BMN有序参数S的影响,高度1:2有序的x=0.026陶瓷获得了最大Q×f值125000 GHz。综合来看,在1320℃下保温4 h烧结的x=0.125样品表现出最佳的微波介电性能:εr=26.6,Q×f=111000 GHz,τf=5 ppm/℃。

3YPSZ-Al_2O_3-Co_3O_4陶瓷力学性能的研究

为了提高3YPSZ陶瓷的强度和韧性,先研究了Al2O3的加入量对3YPSZ陶瓷力学性能的影响,结果表明,当Al2O3含量为25wt%时,3YPSZ陶瓷综合力学性能最佳,抗弯强度为582.4MPa,维氏硬度15.4GPa,断裂韧性为6.6MPa.m1/2。再将Al2O3的含量控制在25wt%,通过改变Co(NO3)2.6H2O添加剂的含量来研究3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料力学性能的变化,研究发现,当Co3O4的引入量为0.25wt%时,3YPSZ-25wt%Al2O3陶瓷材料综合力学性能最佳,抗弯强度为623.5MPa,维氏硬度为16.9GPa,断裂韧性为7.2MPa.m1/2。并利用XRD和SEM等表征方法分析了Co(NO3)2.6H2O添加剂对材料力学性能和显微组织结构的影响。

添加Y_20_3的ZrSi0_4/α-A1_20_3混合粉体的反应烧结

采用XRD和TEM等技术研究了添加Y2O3的ZrsiO4/α-A12O3混合粉体的反应烧结过程,包括坯体的致密化、Y2O3的存在方式及相组成。结果表明,Y2O3的引入加快了坯体的致密化,促进了ZrSiO4的分解和莫来石的形成。添加的Y2O3,一部分存在于晶界玻璃相中,一部分进入ZrO2晶格中使之以四方相形式存在。随着Y2O3添加量的增加,试样中四方相ZrO2相对含量增加;当Y2O3/(Y2O3+ZrO2)的摩尔比达到5％时,立方相ZrO2开始出现。

Y-TZP/MgAl_2O_4复相粉末和陶瓷的低温制备

为研究第二相粒子镁铝尖晶石（MgAl2O4）的引入对氧化钇稳定的四方氧化锆多晶体（Y-TZP）高温超塑性的影响,分别采用分步法和一步法制备了Y-TZP/30%MgAl2O4纳米粉末和亚微复相陶瓷。结果表明：MgAl2O4第二相粒子的引入不会使Y-TZP失稳;在1 580℃大气烧结1 h所制备的复相陶瓷中,0.7-1μm的镁铝尖晶石晶粒均匀地分散在0.1-0.3μm四方氧化锆晶粒中,构成相结合好的致密复合体。