Y-α-β Sialon复相陶瓷的显微结构和蠕变行为

研究了一种以ＹＡＧ为晶界相和理论初始α／β比率为６５／３５的Ｙ－α－β复相ｓｉａｌｏｎ在温度１２５０～１３５０℃和应力１１０～２９０ＭＰａ的四点弯曲蠕变行为，得出在１２５０、１３００、１３５０℃下的应力指数分别为１．３１、１．４９、１．６２，蠕变激活能为６７７ｋＪ.ｍｏｌ-1，显微结构观察表明几乎所有的空洞都位于多晶界，从而推断伴随着多晶界空洞形成的扩散－滑移耦联机制是蠕变的速率控制机制．Ｍｏｎｋｍａｎ－Ｇｒａｎｔ关系式得出的蠕变速率指数p值为１.６，蠕变断裂是由多三晶界空洞的成核、生长、聚结和连接引起的．

MgO-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质的制备及表征

为了获得致密性高、晶粒尺寸小、两相分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷惰性燃料基质,首先以Nd(NO3)3·6H_(2)O、C_(12)H_(28)O_(4)Zr为原料,采用sol-gel法合成了有序P型Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石,再和Mg O复合制备了Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。利用XRD、SEM-EDS等方法研究了化学组成、烧结时间、烧结温度对复相陶瓷的物相组成、晶粒大小以及致密性的影响。结果表明:采用sol-gel法在1200℃煅烧10 h能够成功合成出结晶良好的Nd_(2)Zr_(2)O_(7)烧绿石。此外,在1500℃烧结24 h,可以制备出致密性高、晶粒分布均匀的Mg O-Nd_(2)Zr_(2)O_(7)复相陶瓷。

Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相陶瓷核废物固化体的制备及化学稳定性

为同时固化高放废物中的模拟放射性核素Sr、Ce和Sm,采用一步微波烧结工艺成功制备了Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)-(Ce,Sm)PO_(4)复相磷酸盐陶瓷固化体,采用XRD、Raman、SEM-EDS和密度表征研究了其物相组成、微观结构以及致密性,并利用PCT法评估了化学稳定性。结果表明:Sr_(0.5)Zr_(2)(PO_(4))_(3)相和(Ce,Sm)PO_(4)独居石相兼容性好,两相间不发生相互反应;所制备的复相陶瓷固化体晶粒尺寸小,相对密度高于96%,改变Sm/Ce比对固化体的微观结构和致密性无明显影响;PCT测试结果表明Sr、Ce和Sm的元素归一化元素浸出率都较低,与单相磷酸盐陶瓷固化体相比,复相磷酸盐陶瓷固化体具有较为优异的化学稳定性。

Y-TZP/α-Al_2O_3复相陶瓷凝胶注模成型工艺的研究

本文研究了Y-TZP/α-Al_2O_3复相陶瓷的凝胶注模成型工艺,着重研究了低粘度高固相悬浮体的制备。利用自制分散剂PA对Y-TZP、α-Al_2O_3进行表面吸附改性,通过PA对两种颗粒的静电和空间稳定机制作用,在pH=9.5及最佳分散剂用量条件下制得低粘度高固相量的Y-TZP/α-Al_2O_3复相陶瓷悬浮体。

Sialon复相陶瓷刀具材料的研制

本文在相关系研究与组份设计的基础上，研制成β－Ｓｉ３Ｎ４／α－Ｓｉａｌｏｎ与α＇－β＇－Ｓｉａｌｏｎ两种复相陶瓷，对这两种材料进行了力学与热学等性能以及力学性能与显微结构关系研究．并以国产原料与德国ＳｔａｒｃｈＬＣ—１２原料，采用ＧＰＳ与ＨＰ烧成工艺制成刀片，作了金属切削加工对比试验．研究结果表明，国产原料与进口原料差异无几．ＨＰ制成刀片耐磨性略优于ＧＰＳ，但批量生产成本高于ＧＰＳ．

复相功能玻璃陶瓷及其溶胶-凝胶法制备

阐述了复相功能玻璃陶瓷的各种类型和制备方法 ,通过对溶胶 -凝胶工艺的深入分析 ,指出溶胶 -凝胶工艺是制备复相功能玻璃陶瓷的有效方法 ,该方法容易获得不易团聚、含量较高且热力学稳定的功能晶相 ,也可实现晶体尺寸大小的控制且不易产生杂相。

原位合成碳化硅-硼化钛复相陶瓷的高温摩擦性能及其磨损机理

以SiC为基体,用TiC和B4C为原料反应生成TiB2,原位合成了SiC TiB2复相陶瓷。通过测试SiC和SiC TiB2的高温摩擦系数和比磨损率与温度、外加载荷的关系,研究了SiC TiB2复相陶瓷的高温摩擦学性能。在空气中,外加载荷为0.2 MPa,摩擦速度为0.3 m/s时,SiC TiB2复相陶瓷自对偶(SiC TiB2/SiC TiB2)高温摩擦呈现较好的高温自润滑性能。温度对SiC TiB2/SiC TiB2摩擦系数和比磨损率的影响与载荷有关。载荷为0.4 MPa时,比磨损率最大。用X射线衍射测试了SiC TiB2/SiC TiB2磨屑的组成,用扫描电子镜观察了SiC TiB2/SiC TiB2磨损断面,发现高温摩擦氧化是TiB2SiC/SiC TiB2磨损的主要机理。磨损断面包含摩擦氧化层、过渡层和基体亚表面3层,氧化层和过渡层接触紧密。磨屑具有典型包裹结构,其主要氧化物是无定形氧化硅。平滑的氧化层改进了摩擦表面的塑变性能,缓冲了摩擦应力,减小了高温比磨损率。

ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响

研究了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能和微观结构的影响.结果表明:在已有刚玉-莫来石质材料技术的基础上,采用溶胶-凝胶法引入ZrO2,可使ZrO2在主体材料中形成亚微米包裹薄膜,可控制ZrO2的分布,使ZrO2在主体材料中均匀分布,达到定量均匀掺入的目的,从而可获得微观结构可控、晶粒尺寸大小均匀,使ZrO2的作用得以充分发挥,不仅可提高材料的抗热震性,而且可提高材料的高温强度及蠕变性.另外,对于加入氧化锆溶胶的试样,氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因.

复相Sialon陶瓷材料的研究进展

复相 Sialon 陶瓷材料是一种比单相 Sialon 性能更优良的高技术新材料。较详尽地阐述了目前已制备出的各种复相 Sialon 陶瓷材料的性能,特别报道了目前研究较少的 O′-Sialon-TiN 复相陶瓷材料的部分性能,并展望了复相 Sialon 陶瓷材料的应用前景。

原位生成棒晶增强Ti-B-X复相陶瓷的研究

Ｂ４Ｃ与Ｔｉ在１８００°Ｃ×３５ＭＰa×１ｈ的烧结条件下反应生成了TiB2 棒晶，棒晶长度在１０～３０μｍ，其长径比在２～８范围．原位生成的棒晶赋予了材料具有极高的力学性能，材料的弯曲强度和断裂韧性分别为 ６８０ＭＰａ和 １２ＭＰａ·ｍ１／２．通过 Ｘ射线衍射检测了材料的物相组成，利用扫描电镜及透射电镜观察了材料的显微结构．最后讨论了温度及金属Ｔｉ含量对棒晶ＴiＢ2的生成及发育的影响．

气压烧结TiB_2-Al_2O_3复相陶瓷的显微结构与力学性能(英文)

以2.5%(质量分数,下同)Ni 为助烧剂,用气压烧结方法分别制备了含20%,30%和 50%Al2O3的TiB2-Al2O3复相陶瓷。通过扫描电镜观察样品的形貌,并研究了Al2O3含量对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:金属 Ni 能有效地促进材料的致密化;随着Al2O3含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性增加,弹性模量出现峰值,Vickers硬度降低,Rockwell硬度变化不大。在加入30%Al2O3时,得到了显微结构均匀,性能较好的 TiB2-Al2O3复相陶瓷,其抗弯强度可达520 MPa,弹性模量达339 GPa,Rockwell硬度达 92.6。

以柠檬酸铵为TiO_2分散剂控制Si_3N_4-TiN复相陶瓷的显微结构

以Si3N4,AlN和TiO2为原料,Y2O3和Al2O3为烧结助剂,通过添加柠檬酸铵作为TiO2的分散剂,采用原位反应合成法制备TiN体积分数为5%的Si3N4-TiN复相陶瓷,在高温烧结过程中原料中的TiO2和AlN反应生成TiN。通过扫描电子显微镜观察了柠檬酸铵分散剂用量对Si3N4-TiN 复相陶瓷显微结构的影响。结果表明:添加柠檬酸铵分散剂降低原料混合粉体中TiO2的团聚,获得组分均匀的Si3N-TiO2-AlN复合粉体,从而提高 Si3N4-TiN复相陶瓷中TiN相在Si3N4基体中的分散性,烧结后获得显微结构均匀的Si3N4-TiN复相陶瓷。当在体系中添加0．20g柠檬酸铵分散剂可以显著改善Si3N4-TiN复相陶瓷的显微结构,TiN晶粒被控制在0．2-0.3μn。

耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷的制备及其抗热震性

以煤系高岭土、α-Al_2O_3和部分稳定氧化锆(PSZ,3%mol Y_2O_3)为原料,制备了耐高温氧化锆-刚玉-莫来石复相陶瓷。采用XRD、SEM等测试技术对样品的物相组成及显微结构进行了表征,研究了PSZ添加量(分别为5wt%、10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%)对样品物理性能、高温塑性变形及抗热震性的影响。结果表明:由于采用含3%mol Y_2O_3的PSZ,Y_2O_3在高温下起到了烧结助剂的作用,致使样品的烧成温度显著降低;同时随着PSZ添加量的增加,样品的抗折强度增加。经最佳烧成温度烧成的各样品的抗折强度分别达到147.4 MPa、161.3 MPa、205.9 MPa、234.4 MPa、294.0 MPa、385.0 MPa。当PSZ的最佳添加量为10wt%时,样品具有较低的高温塑性变形及良好的抗热震性;当PSZ添加量继续增加,样品在高温易产生液相,抗蠕变及抗热震性降低。SEM显微结构研究表明,随着氧化锆添加量增加,样品结构越致密,增强效果越显著。XRD分析结果表明,复相陶瓷具有良好的耐高温性能,热震前后样品的物相组成不变,均为莫来石、刚玉、m-Zr O_2和t-Zr O_2。

堇青石-莫来石复相储热陶瓷与PCM相容性研究

以煅烧铝矾土、滑石及石英为原料,采用挤出成型,制备堇青石-莫来石复相蜂窝陶瓷,用这种显热储热陶瓷(简称基体)封装PCM制备潜热/显热复合储热材料。设计F系列封装剂配方组成,选择PCM为Al Si20、Na2SO4,制得PCM/蜂窝陶瓷复合储热材料,热震循环(200~900℃)30次,每次循环在900℃保温12 h。利用XRD、SEM、TG-DSC等分析相组成、微观结构、封装剂与基体结合性、基体与PCM相容性、复合储热材料的相变温度及相变焓。结果表明,经1440℃烧成的蜂窝陶瓷,Wa、Pa、D及a轴抗压强度分别为2.38%、6.32%、2.65 g/cm^3,25.77 MPa;XRD显示相组成为堇青石、莫来石及少量镁铝尖晶石;30次热震后,Wa、Pa略有升高,D及σa略有降低。封装剂剪切强度测定结果表明,封装剂F2与基体结合强度最大,达2.53 MPa,SEM显示F2与基体结合良好。热震循环30次后,基体断面SEM图表明,PCM无渗漏。TG-DSC结果表明,经30次热循环后,Al Si20/蜂窝陶瓷复合储热材料的相变范围为571.7~583.5℃,峰值为578.3℃,峰值温度偏移不超过0.7%。复合储热材料具有优良的储热性能。

添加YAG的气压烧结α/β-sialon复相材料

对比研究了YAG替代Y2 O3和Al2 O3作为添加剂的α/ β -sialon致密化行为 ,各组成相的发展过程和陶瓷力学性能 .在 170 0～ 190 0℃热处理过程中 ,由于YAG较高的化学稳定性 ,使添加YAG的α/ β -sialon系统中α -sialon的生成较缓慢 ,这使系统中形成较多过渡液相及氮化物原子在液相中的过饱和 .同时由于限制生长的α -sialon晶粒少及选择了含有适量大小及分布的 β -Si3N4 晶核的原料 ,使陶瓷中形成含量丰富的长柱状 β相Si3N4 晶粒 ,提高了陶瓷的断裂韧性及抗弯强度 .随着高温保温时间增加 ,添加YAG的α/ β -sialon系统趋于达到与添加等量Y2 O3,Al2 O3系统同样的相平衡 ,含有相同的α -sialon相 。

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.

BN/Sialon复相陶瓷的显微结构及Sialon晶粒Z值的不确定性(英文)

采用热压烧结工艺开发了高抗热震性及无明显各向异性的BN（P）／SIALON复相陶瓷，观察分析了显微结构特征，发现SIALON晶粒Z值随晶粒结晶形态不同及晶粒内位置不同而呈现不确定的现象.

堇青石-假蓝宝石复相陶瓷的介电性能

以氧化铝、碱式碳酸镁和二氧化硅为原料,用固相合成法制备了堇青石-假蓝宝石复相陶瓷材料.用阿基米德法测量了其开口气孔率,用X射线衍射仪研究了该材料成分组成.测试其介电性能,并重点分析讨论了气孔率、假蓝宝石含量、烧结助剂含量、晶格常数对此复相材料的介电性能的影响.结果表明,该材料具有低的介电常数和较小的介电损耗,介电常数ε＜7.0,介电损耗tgδ＜10-3.

莫来石-钛酸铝复相陶瓷的研究

介绍了一步法生产莫来石 -钛酸铝陶瓷的配方组成和生产工艺。重点讨论了莫来石引入量和烧成温度对该材料的结构和性能的影响 ,制得了性能良好的莫来石 -钛酸铝材料。

热压合成AlON-VN复相陶瓷的研究

在对V Al O N体系热力学分析的基础上热压合成了阿隆 氮化钒 (AlON VN)复相陶瓷 ,通过XRD分析证实合成了AlON VN复相陶瓷。力学性能分析的结果是AlON VN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性都高于纯AlON陶瓷 ,并且随烧结温度的增加 ,AlON VN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性先增加后减小 ,试样断口SEM分析结果证实断裂方式以沿晶断裂为主 。