纳米Al_2O_3和SiO_2对刚玉质耐火材料烧结与力学性能的影响

在普通的刚玉质耐火材料中分别加入少量纳米Al2 O3和SiO2 ,研究了这两种纳米材料对经不同温度烧成后刚玉质耐火材料烧结与力学性能的影响。结果发现 :这两种纳米材料均能使刚玉制品的烧成温度降低 1 0 0～ 2 0 0℃ ,并在相同烧成条件下能使试样的常温抗折强度和耐压强度提高1～ 2倍。

纳米TiN粉改性Ti(C,N)基金属陶瓷的制备工艺

在基体中添加纳米TiN粉(质量分数为0.05)的条件下,用三点弯曲法和扫描电镜等研究了粉末单向冷模压压制工艺和烧结技术对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和微观组织的影响.实验结果表明:烧结坯的抗弯强度先随生坯的压制压力(≤150 MPa)增加而增加,随后(210 MPa^600 MPa)增加缓慢,最后(≥600MPa)下降;烧结坯的变形率则随生坯的压制压力(≥300 MPa)增加而增大;最佳生坯的压制压力范围是150MPa^210 MPa.实验结果表明:两阶段烧结法优于传统烧结法,烧结坯的微观组织均匀,抗弯强度增加.

原位反应制备Al_2O_3弥散强化ZrO_2基复合陶瓷

为降低氧化锆基陶瓷烧结温度和提高其力学性能,在氧化锆中加入不同含量的纳米铝粉并采用在不同微波烧结温度使铝发生原位反应生成氧化铝弥散强化氧化锆基体的方法制备了Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷。通过XRD物相分析、SEM显微结构观察和力学性能等测试,得到了纳米铝粉含量和微波烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷力学性能和显微结构的影响规律。结果表明:ZrO_2基复合陶瓷素坯较适合的排塑温度为400℃。在保温时间30 min条件下,纯ZrO_2陶瓷和Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷的较佳微波烧结温度为1 350℃。纳米铝粉添加体积含量为0.5%的Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷具有较佳的综合性能,其致密度为98.56%,硬度为14.92 GPa,抗弯强度为607.07 MPa,断裂韧性为15.09 MPa·m^(1/2),抗弯强度和断裂韧性分别提高了10.46%和16.62%。

纳米Al_2O_3和Cr_2O_3对镁铬材料烧结与力学性能的影响

利用纳米粉的粒径小及活性高等特性,在镁铬材料中加入不同质量分数(分别为2%、4%、6%)的纳米A l2O3或纳米Cr2O3粉体,研究了这两种纳米粉取代相应的微粉后对不同温度烧成的镁铬耐火材料烧结与力学性能的影响。结果表明:适量地用纳米粉体取代相应微粉可有效改善镁铬材料的烧结,提高其常温与高温力学性能,且烧成温度越低,纳米粉对镁铬材料性能的提高作用越明显;在本试验的镁铬材料的颗粒级配条件下,两种纳米粉的加入质量分数均以4%为最佳;纳米A l2O3的加入能降低镁铬质耐火材料的烧结温度,加入4%质量分数的纳米A l2O3可降低约100℃。

超细WC-Co硬质合金的制备与性能研究

利用高能球磨法制备纳米级WC-Co混合粉末,采用脉冲电流烧结技术进行烧结。用能谱分析仪(EDX)对球磨后的粉末进行成分分析,用X射线衍射(XRD)对比分析球磨前后WC-Co混合粉末的衍射峰变化,用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的粉末及烧结材料进行了组织形貌观察,并测定了烧结试样的硬度。结果表明:随着球磨时间的延长,WC-Co纳米粉末的粒度逐渐变小,当球磨时间超过30h后获得了粒度为100nm以下的WC-Co纳米粉末。脉冲电流烧结后获得超细WC-Co硬质合金,与传统的WC-Co硬质合金相比,超细WC-Co硬质合金具有更高的硬度(HRA92.5～94)和耐磨性。另外通过实验获得了最佳的烧结工艺参数。

牙科纳米材料3Y-TZP的性能及微观结构

目的:探讨纳米3Y-TZP粉体的烧结、力学性能及微观结构。方法:纳米3Y-TZP粉加PVA,搅拌均匀后造粒,双向干压成型,制备圆盘及长条状试件。常压烧结,Archimedes法测试烧结性能,并检测三点抗弯强度、断裂韧性;扫描电镜观察断面形貌;X射线衍射分析晶相组成,比较表面与断面的四方相含量。结果:纳米3Y-TZP在1500℃烧成,结构致密,三点抗弯强度921.7±44.2MPa;断裂韧性10.2±1.6MPa·m1/2。微观形貌示烧结后结构均匀致密,缺陷少,晶粒细小,粒径约0.3μm。XRD示表面为t相,无单斜相衍射峰;断面t相81%,m相19%。结论:该材料低温烧结,颜色美观,微观结构致密均匀,强韧性好,适宜做牙科全瓷材料。

添加ZrC纳米粉对放电等离子体烧结TiCN基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

通过放电等离子烧结技术,在1350℃下烧结制备TiCN-10WC-10Ni-14Mo-1VC并外加纳米ZrC粉的金属陶瓷,研究了ZrC纳米粉添加量(0~20%,质量分数)对TiCN金属陶瓷微观结构和力学性能的影响。X射线衍射分析表明,添加的ZrC纳米粉主要形成合金相、少量形成氧化物,没有探测到独立的Zr C晶体衍射峰。但是,扫描电镜却没有观察到热压烧结TiCN金属陶瓷类似的典型芯-环结构,这可能是由于放电等离子体烧结速度快、时间短;扫描电镜只能观察到一些白色或灰色的晶粒。当ZrC纳米粉添加量为2.5%时,所得TiCN金属陶瓷呈现出较高的硬度HV10、抗弯强度和断裂韧性,分别约为18800 MPa、810 MPa和4.4 MPa·m^(1/2)。