Ti-ZrO_2系金属陶瓷性能与显微结构

通过对Ti O N和Zr O N体系的热力学计算 ,绘制了Ti Zr O N系的热力学参数状态图 ,根据Ti和ZrO2 两相的稳定共存区确定了材料合成的热力学条件。采用常压烧结工艺制备了不同组分配比的Ti ZrO2 系金属陶瓷 ,研究了组成配比的变化对材料性能和显微结构的影响。结果表明 ,随着Ti含量的增加 ,材料的相对密度和抗弯强度均出现极小值 ,Ti含量在 5 0 %～ 75 % (体积分数 ,下同 )之间是材料的力学性能弱点区。Ti ZrO2 系金属陶瓷由金属Ti相 ,四方ZrO2 相和少量的单斜ZrO2 相组成 ,Ti的存在能促进四方ZrO2 向单斜ZrO2 的马氏体相变过程 ,合成条件下组元Ti和ZrO2 之间不发生化学反应 ,具有良好的化学相容性。

Ti-ZrO_2系金属陶瓷的氧化性能研究

本文研究了由等体积比的Ti与 5Y TZP热压合成的金属陶瓷的抗氧化性能 .首先进行了热力学分析 ,证实在 0 .1MPa的空气氛中发生高温反应时 ,只发生氧化反应而不会氮化 .研究表明其氧化动力学规律与纯钛类似 ,只是材料中ZrO2 的存在使氧的扩散阻力增大 ,表现为扩散活化能远高于氧在钛氧固溶体中的扩散活化能 ;氧化初期恒温增重曲线符合抛物线规律 .XRD和TEM分析证明 ,氧化产物的主晶相为金红石结构的TiO2 ,此外还有少量的ZrTiO4 .氧化层表面和断面的SEM分析表明 ,氧化膜中存在两种类型的裂纹 ,ZrO2 /Ti(或TiO2 )的界面裂纹主要是由加热或冷却过程中因ZrO2 与Ti(或TiO2 )的热膨胀系数失配而造成的 .氧化层中出现平行于氧化表面的裂纹产生于氧化层与基体的界面应力 ,ZrO2

Ti_3Al含量对TiC/(Ti_3Al+ZrO_2)陶瓷复合材料晶粒生长及性能的影响

采用机械合金化和热压烧结制备了TiC/(Ti3A l+ZrO2)复合材料。研究了1550℃烧结温度下,不同Ti3A l含量(10、15、20、25%质量分数)对复合材料烧结及力学性能的影响。结果表明:随着Ti3A l含量的增加,烧结体致密化程度提高,抗弯强度和硬度相应提高,但当Ti3A l超过一定量时,强度、硬度又有所降低。

Pt-ZrO_2/Ti电极在酸性介质中的电催化析氢性能

在研究钛基复合镀Pt-ZrO2电极镀层性能、碱性介质中电催化性能的基础上,为了试验电极在酸性介质中是否也有电催化作用及影响电催化作用的因素,再一次通过复合电沉积技术制备出Pt-ZrO2/Ti电极,用扫描电镜观察了电极表面形貌,进行了电极在0.5mol/L硫酸介质中的阴极极化曲线实验。结果表明,Pt-ZrO2/Ti电极在酸性介质中也有电催化作用且电催化析氢性能高于Pt/Ti电极,性能的提高除了较小的电阻外,较大的表面粗糙度是一个重要因素。用该复合电极代替铂电极使用,在性能和经济上来说具有一定的意义。

Gd2Ti2O7/ZrO2(3Y)陶瓷制备及力学性能研究

用共沉淀法合成Gd2Ti2O7纳米粉体,经真空烧结制备不同ZrO2(3Y)含量的Gd2Ti2O7/ZrO2(3Y)陶瓷。用XRD、SEM和力学性能试验等测试手段研究样品的物相、形貌和力学性能。结果表明:Gd2Ti2O7/ZrO2(3Y)陶瓷的力学性能随ZrO2(3Y)含量增加显著提高,ZrO2(3Y)含量为90vol%时,样品的维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性最大值分别达到20.95GPa、199.21MPa和8.17MPa·m1/2。其原因是ZrO2(3Y)固溶导致晶粒尺寸减小,过饱和析出ZrO2(3Y)的颗粒弥散增韧,以及ZrO2(3Y)应力诱导相变增韧作用。