O'-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料的侵蚀及界面分形研究

研究了O′ Sialon ZrO2 SiC复合材料在不锈钢液中的侵蚀行为。造成侵蚀的原因主要是不锈钢液通过侵蚀通道向材料内部扩散。分形研究表明 ,材料侵蚀界面的分形维数在 1 2 5～ 1 30之间且与侵蚀过程存在相应关系。

天然原料合成O'-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料及性能分析

在热力学分析的基础上， 利用天然高岭土、锆英石为原料， 通过引入添加剂、还原氮化的方法直接制备Ｏ′ＳｉａｌｏｎＺｒＯ２ＳｉＣ复合材料。烧结良好的材料， 其室温断裂强度可以达到１１０ ＭＰａ。１５００ ℃时烧结的材料， 其断裂形式以解理断裂为主；１５５０ ℃烧结的材料呈沿晶与穿晶混合断裂形式。

ZrO_2+SiC颗粒强韧化MoSi_2复合材料的显微组织和性能

通过显微组织观察和力学性能测试 ,初步探讨了ZrO2 +SiC颗粒对MoSi2 基体材料的强韧化效果和机制。结果表明 ,材料复合具有较好的强韧化协同效应 ,复合材料中ZrO2 相和少量SiC颗粒在基体的间层作用 ,可抑制MoSi2 晶粒长大 ;断口呈现晶粒细小、裂纹扩展曲折和沿晶与穿晶混合型断裂等特征 ;ZrO2 +SiC颗粒通过弥散强化和细化晶粒使复合材料强度提高 ,通过晶粒细化、裂纹偏转和分支。

O’-Sialon-ZrO_2-SiC_(nm)的制备及力学性能

采用热压烧结工艺合成了O’ Sialon -ZrO2 -SiC(nm) 复合材料 ,研究了该复合材料的力学性能及显微结构。结果表明 ,材料抗折强度随温度的变化属Ⅰ类曲线变化规律 ,Sialon、SiC多晶以及晶粒粗大、层状结构SiC的存在可能是导致材料强度不高的主要原因。断口的显微结构研究表明 ,复合材料在室温时的断裂以穿晶断裂为主 ,中。

ZrO_(2(n))、SiC_(W)的分散及与MoSi_2基质的均匀混合工艺研究

通过沉降实验并借助SEM观察探讨了不同分散剂、不同分散介质对纳米ZrO2 颗粒分散效果的影响。介绍了SiC晶须分散工艺,探讨了多相悬浮液混合法制备ZrO2 (n) MoSi2 复合粉体及SiC(W) ZrO2 (n) MoSi2 复合粉体的均匀混合工艺。结果表明:以PEG为分散剂、水为分散介质可以有效地分散纳米ZrO2 并能与基体MoSi2 粉末均匀混合;通过调节乙醇悬浮液的pH值,可将SiC晶须均匀分散在ZrO2 (n) MoSi2 复合粉体中,获得分布均匀的SiC(W) ZrO2 (n) MoSi2 复合粉。

ZrO_2/SiC-WSi_2/MoSi_2纳米复相陶瓷制备及增韧机制探讨

利用扫描电镜、图像分析仪以及X射线衍射仪研究了ZrO2/SiC-WSi2/MoSi2复合粉末的分散、热压试样结构、组织以及断口形貌和断裂韧性之间的相互关系。研究表明:综合利用球磨、酒精清洗、超声波振荡能很好地实现纳米/微米颗粒的分散,团聚现象较轻。SiC,ZrO2纳米颗粒的协同复合化以及W的合金化能使复相陶瓷晶粒细化,增韧效果明显,断裂韧性可达8.13MPa·m1/2,断口呈现出以沿晶为主、穿晶为辅的混合断裂特征。复相陶瓷的增韧主要是通过晶粒细化、裂纹偏转、微裂纹形成、桥联等机制的综合作用。

ZrO_(2(n))SiC_(n)-MoSi_2纳米复合陶瓷中纳米颗粒的均匀分散

本文探讨了在pH值一定的情况下,不同分散剂、不同分散介质对纳米ZrO2、纳米SiC的分散效果的影响,并考察了不同表面处理方法对纳米SiC颗粒分散性的影响。研究结果表明:以PEG为分散剂、水为分散介质可以有效地分散纳米ZrO2和纳米SiC,并能与基体MoSi2粉末均匀混合;采用550℃、2h的煅烧工艺处理纳米SiC可有效改善其分散性。

纳米SiC颗粒对Al_2O_3基体中ZrO_2约束稳定的影响

采用热压的方法制备了纳米 Si C颗粒复合的 Al2 O3- Zr O2 陶瓷材料 ,研究了纳米 Si C颗粒对样品烧结性能以及对 Al2 O3基体中 Zr O2 约束稳定的影响。结果表明 ,纳米 Si C颗粒的加入影响样品的烧结性能。处于晶界的纳米 Si C颗粒降低了基体材料对 Zr O2 颗粒的约束 ,不利于四方相 Zr O2

O′-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料力学性能及其增韧机制研究

研究O′ Sialon ZrO2 SiC复合材料的力学性能。结果表明 :材料抗折强度随温度的变化呈现Ⅰ类曲线变化规律 ,即强度先随温度的增加而增加 ,直到转折温度Tm(1 0 0 0℃ ) ,然后随温度的增加而下降。探讨了ZrO2

SiC_((W))/ZrO_(2(P))协同复合MoSi_2陶瓷磨损特性的研究

在无润滑条件下测定了SiC(W)/ZrO2(P)协同复合MoSi2陶瓷的磨损特性曲线,并对其磨损特征进行了分析。结果表明,随着SiC晶须以及ZrO2纳米颗粒含量的提高,MoSi2-SiC(W)/ZrO2(P)复合陶瓷的磨损特性由单纯的磨粒磨损逐渐转变为磨粒磨损和粘着磨损的混合。ZrO2纳米颗粒的加入有利于提高复合陶瓷的韧性,SiC晶须的加入有利于提高复合陶瓷的硬度,复合陶瓷的整体耐磨性主要由硬度和韧性共同决定。SiC(W)/ZrO2(P)协同复合作用使得MoSi2复合陶瓷的耐磨性得以明显改善。

添加ZrO_2-SiC复合粉及工业SiC粉对刚玉耐火材料性能的影响

研究了利用碳热还原锆英石于1 600℃下保温4 h合成的ZrO2-SiC复合粉以及工业SiC粉添加剂对刚玉耐火材料体积密度、常温抗折强度、常温耐压强度及抗热震性能的影响。结果表明,随添加剂用量的增加,耐火材料的体积密度、抗折强度和耐压强度逐渐增加。添加ZrO2-SiC复合粉的质量分数为4%或SiC的粉的质量分数为6%后,耐火材料的体积密度最大,分别为3.04和2.96 g·cm-3;添加ZrO2-SiC复合粉的质量分数为4%的耐火材料的抗折强度为35.38 MPa;当添加ZrO2-SiC复合粉或SiC粉的质量分数为6%时,耐火材料的耐压强度最高,分别为53.44和51.56MPa,且其强度保持率最高,抗热震性最好。

碳热还原ZrSiO_4制备ZrO_2(Y_2O_3)粉末和SiC纳米粉末

ZrO 2(Y 2O 3) powder and SiC nanopowder were prepared by carbothermal reduction of ZrSiO 4. With the existence of additive Y 2O 3 and other impurities, ZrSiO 4 was dissociated into ZrO 2 and SiO 2 in the condition of 1450—1550?℃. ZrO 2(Y 2O 3)powder was thus obtained via the removal of SiO 2 as silicon oxide (SiO) gas during carbothermal reduction process. SiC nanopowder and small amount of SiC whisker were synthesized form the gas-phase reaction between SiO vapor and supplied CH 4 gas.

O’-Sialon-ZrO_2-SiC复合材料的抗热震性能研究

通过测定不同温差热震后试样的残余强度及观察试样的断口形貌 ,研究了O’ Sialon -ZrO2 -SiC复合材料的抗热震行为。结果表明 :O’ Sialon -ZrO2 -SiC复合材料具有比较好的抗热震性能 ,其临界热震温差为 110 0℃ ;添加SiC10 %试样的抗热震性能优于含SiC

ZrO_2(Y_2O_3)团聚状态对ZrO_2增韧金刚石-SiC超硬复相陶瓷结构、性能影响

用恒沸水解方法（ＢＨ）制备了颗粒度均一（０．１μｍ）的纳米晶（９ｎｍ）２．２ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２（以下简称：２．２Ｙ－ＺｒＯ２），用化学共沉淀方法（ＣＰ）制备了松散团絮状的纳米晶（２０ｎｍ）２．２Ｙ－ＺｒＯ２。对这两类ＺｒＯ２粉体增韧ＳｉＣ中介金刚石超硬复相陶瓷进行了ＸＲＤ、ＳＥＭ、及韧性、耐磨性分析测定。结果表明，超高压烧结后，水解法ＺｒＯ２在ＳｉＣ中介相内以均一的粒度（０．１μｍ）均匀分布，并以１００％ｔ相存在，断裂时ｔ→ｍ相变量达３８ｖｏｌ％，冲击韧性达１６．８Ｊ／ｃｍ２，磨耗比为５．５×１０４。而化学沉淀法制备的ＺｒＯ２在ＳｉＣ中介相内呈不均匀粒度分布，ｔ相存量６２ｖｏｌ％，断裂过程ｔ→ｍ相变量为１７ｖｏｌ％．耐磨性和韧性较低。

ZrO_2颗粒状态对SiC/金刚石复相陶瓷结构、性能的影响

本文用不同水解时间辅以氨水沉淀制备了不同颗粒尺寸的纳米（９ｎｍ）ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）粉体。以其为增韧相，在高温（１３５０℃）超高压（５ＧＰａ）条件下烧结ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）＋ＳｉＣ＋金刚石超硬复相陶瓷，用ＴＥＭ、ＳＥＭ、ＸＲＤ、冲击韧性测定和磨耗比测定研究了ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）颗粒形状特征及对超硬复相陶瓷相结构及机械性能的影响。结果表明，ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）制备的水解时间≥５０ｈ，ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）颗粒均一，在复相陶瓷内均一分布，以１００％ｔ相存留，断裂过程中ｔ→ｍ转变量≥２０ｖｏｌ％，使超硬复相陶瓷具备较高韧性及耐磨性。

溶胶-凝胶法在SiC纤维表面制备ZrO_2界面层的研究

采用溶胶凝胶法(sol-gel)在SiC纤维表面制备氧化锆(ZrO2)界面层,考察了前驱体溶胶和烧结温度对界面层的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对ZrO2界面层的晶体结构和表观形貌进行了分析。结果表明:当烧结温度为1 000℃,Zr4+金属离子浓度为1.0 mol/L,聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)质量分数为30%时,能够制备出完整致密的ZrO2界面层。

先驱体转化制备ZrO_2改性SiC陶瓷的氧化行为研究

采用先驱体转化法,以聚碳硅烷、二乙烯基苯和正丁醇锆为原料高温裂解制备了ZrO2改性的SiC陶瓷材料,结合XRD,SEM和EDS能谱等测试方法,研究ZrO2的添加对材料氧化行为的影响。结果表明:ZrO2引入后,SiC陶瓷材料在1600℃开始氧化,表面生成了SiO2阻氧层阻止气体逸出,宏观上形成气泡,到1700℃材料氧化较严重,表面变得凹凸不平,出现较多空洞,并且存在一定程度的失重;1700℃氧化后,含ZrO2的材料表面和内部均有一定程度的氧化,表面的主要成分为SiO2,内部有部分SiC发生了氧化,两种材料氧化层呈梯度分布;在高温氧化过程中,ZrO2会发生由四方相向单斜相的相变,SiC对ZrO2的相变具有抑制作用,而材料氧化后生成的SiO2则无法抑制ZrO2的相变。

SiCw/SiCp质量比对Al2O3/ZrO2/SiC复合陶瓷力学性能的影响

本文以Al_2O_3、3Y-ZrO_2、SiCw(碳化硅晶须)和SiCp(碳化硅颗粒)为原料,MgO为添加剂,氮气气氛中1530℃热压烧结1 h,制备了Al_2O_3/ZrO_2/SiC复合陶瓷,研究了二次球磨时间及SiCw/SiCp的质量比对Al_2O_3/ZrO_2/SiC复合陶瓷力学性能的影响。结果表明,随着二次球磨时间的增加,复合材料的抗弯强度测量值分散性变小,当二次球磨时间为10 h时,抗弯强度测量值趋于稳定。随着SiCw/SiCp质量比的增加,复合陶瓷的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性呈现出先增加后减小的趋势。当SiCw/SiCp的质量比为25/0时,维氏硬度和抗弯强度达到最大值,分别为19.9±0.1 GPa,和1314±51 MPa。当SiCw/SiCp的质量比为12.5/12.5时,断裂韧性达到最大值,为14.9±0.7 MPa·m^(1/2)。Al_2O_3/ZrO_2/SiC复合陶瓷力学性能的提高归因于SiCw在基体中的均匀分散,ZrO_2晶粒的相变增韧及SiCw的拔出、裂纹桥接多种机制的协同强韧化作用。

Mechanism of toughening and strengthening of Si_3N_4/SiC/ZrO_2 nanocomposites

The Si3N4-based nanocomposites reinforced with micro ZrO2 and nano SiC particles were prepared by polarity dispersant and vacuum-sintering technology. The mechanical properties and microstructures were tested. The results show that appropriate amount of micro ZrO2 and nano SiC particles, not only enhance the microhardness, but also block the excessively growth of β-Si3N4 and β-Si3N4 grains, so they finally all grow up to uniformly pole-shaped grains. This process is similar to the strengthening and toughening mechanism of grain whiskers and makes a remarkable improvement on the toughness. Compared with Si3N4 ceramic, the toughness of Si3N4/SiC/ZrO2 nanocomposites are increased from 6.2 MPa·m1/2 to 11 MPa·m1/2.

SiC颗粒弥散快速热压烧结Al_2O_3、ZrO_2材料的研究

本文在Al2O3、Zr O2原料中掺加入10wt%的高纯Si C粉,进行快速热压烧结,得到完整的致密无孔的制品。其各自的力学性能与相应无压烧结的制品相比有一定程度的提高。通过SEM分析内部微观结构发现,Si C是以颗粒弥散方式分布于制品内部,Si C的加入改善了材料的热性能,如:热膨胀系数、热导率等,使制品能快速烧结而不开裂。