纳米YAG相包覆SiC复合粉体

利用共沉淀包覆方法制备了SiC-YAG(Y3Al5O12)陶瓷复合粉体。探讨了Y3+和Al3+的先驱沉淀物共沉淀包覆SiC粉体的包覆原理,当溶液中的OH-浓度控制在非均匀形核和均匀形核所需要的临界浓度范围之内,可以使Y3+和Al3+的先驱沉淀物共沉淀包覆在SiC颗粒表面。Y3+和Al3+的先驱沉淀物在1000℃煅烧后,直接形成YAG相,而不形成中间相,YAG相形成温度比常规形成温度明显降低(约600℃)。同时研究了溶液的pH值和沉淀剂滴定速度对SiC-YAG陶瓷复合粉体包覆性的影响。结果表明pH=9和沉淀剂滴定速度为5ml·min-1时,可以实现共沉淀包覆。

共沉淀法制备Al_2O_3-YAG复相陶瓷及其显微结构研究

用共沉淀法制备了Ａｌ２Ｏ３－ＹＡＧ复合粉体，ＹＡＧ的结晶温度在１０００℃左右．共沉淀法 制备的Ａｌ２Ｏ３－ＹＡＧ复合粉体经１５５０℃热压烧结，获得致密烧结体，ＹＡＧ的加入量对烧结温度 的影响不大． Ａｌ２Ｏ３－５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料的抗弯强度为６０４ＭＰａ，断裂韧性为５．０ＭＰａｍ１／２； Ａｌ２Ｏ３－２５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料的抗弯强度为６１１ＭＰａ，断裂韧性为４５ＭＰａｍ１／２．所有这些数据 都高于单相Ａｌ２Ｏ３陶瓷的力学性能，说明ＹＡＧ的加入有利于Ａ１２Ｏ３陶瓷力学性能的提高． 通过显微结构观察发现：大的ＹＡＧ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶界上，小的ＹＡＧ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶粒 内．在 Ａｌ２Ｏ３－５ｖｏｌ％ＹＡＧ复合材料中，许多小的白色区域存在于 Ａｌ２Ｏ３晶粒内，这可能和较低 的Ｙ２Ｏ３含量有关．

连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场数值模拟

采用差分法对连续YAG激光相变硬化三维瞬态温度场进行数值模拟.分析了激光相变硬化过程工件的传热学行为,考虑了工件有限尺寸、激光热流施加、工件材料热物性参数的温度依赖关系,工件表面辐射及空气对流造成的热损失以及材料固态相变等多方面特点.利用能量平衡法,推导了非均匀空间网格的有限差分方程,用Fortran语言编写了温度场的计算程序.分别计算了一系列工艺参数下42CrMo、60#碳钢激光相变硬化处理过程的三维瞬态温度场,并预测了激光相变硬化区的半宽度与深度.对42CrMo、60#碳钢进行激光相变硬化实验,实测了它们在各种工艺参数下处理后相变硬化区的半宽度与深度.计算结果与实验符合较好.

铝热反应制备YAG/Al_2O_3复相陶瓷的组织和性能

利用铝热反应熔化法制备YAG/Al2O3复相陶瓷材料,研究配料中Y2O3含量对复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:复相陶瓷的相组成为YAG和Al2O3,含有少量的Fe相.随着Y2O3含量的增大,Al2O3颗粒分布越均匀,复相陶瓷的维氏硬度先减小后增加,而相对密度是增加的,在x=0.90时达到最大值分别10.9GPa和99.3%;复相陶瓷的断裂韧性变化不大,接近于2.30MPa.m1/2.

共沉淀法制备YAG粉体影响因素研究

采用共沉淀法制备出性能良好的YAG(Y3A12(A1O4)3)纳米粉,对前驱体及不同温度下煅烧后的粉体进行差热、红外光谱、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析。结果表明:YAG粉体大小均匀,近似球形,且随着煅烧温度的升高,其颗粒逐渐变大,当温度达到1000℃时粉体全部为纯YAG立方相。随着母盐溶液(Y(NO3)3+Al(NO3)3)浓度的降低颗粒逐渐减少,并且粉体中YAM(Y4A12O9),Y2O3等相转化为纯YAG立方相。

低温燃烧法合成掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)纳米粉末

以：Nd2O3，Y2O3，Al(NO3)·9H2O，氨水和柠檬酸为原材料，采用低温燃烧法合成出分散均匀、团聚轻的掺钕钇铝石榴石(Nd：YAG)纳米粉末，该方法有效地解决了固相合成的高反应温度以及化学沉淀法的颗粒团聚问题。采用TG—DTA，XRD，FT—IR和TEM测试手段对纳米粉末进行了表征，同时测量了(Nd0.01Y0.99)，Al5O12陶瓷素胚以及烧结体的荧光发射光谱。研究结果表明：YAG晶相的形成温度为850℃，在煅烧过程中出现YAP中间相，并于1050℃完全转化为YAG晶相。采用低温燃烧法合成的粉末材料其颗粒尺寸随热处理温度的不同在20～50nm范围波动。(Nd0.01Y0.99)，Al5O12陶瓷体的有效激发发射截面积(σin)为4．03×10^-19cm^2，比同组成的单晶高44％。

利用铁尾矿制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以铁尾矿合成的SiC粉为原料，Y2O3和Al2O3为烧结助剂，常压烧结制备SiC-Y3Al5O12（YAG）复相陶瓷。通过X射线衍射及扫描电镜等测定材料的相组成和显微结构，并分析烧结物的致密化过程，研究其结构和力学性能。结果表明：制备材料适宜的烧结温度为1800～1850℃。烧成产物主要物相为SiC，其余为YAG和少量FexSiy随烧结温度的升高，Y2O3和Al2O3生成的YAG相逐渐增加且稳定存在。细小的YAG颗粒弥散在基体周围，并逐渐增多聚集把短柱状SiC晶粒粘结在一起起到促进烧结的作用。随烧结温度的升高，材料的显气孔率降低，而体积密度、硬度和抗压强度均增加。