化学共沉淀法制备微晶PSZ陶瓷的显微结构与力学性能

采用化学共沉淀法制备ＺｒＯ＿２－ＭｇＯ－Ｙ＿２Ｏ＿３系和ＺｒＯ＿２－ＭｇＯ－Ｙ＿２Ｏ＿３－Ａｌ＿２Ｏ＿３系均匀超细活性粉末，经化学组成和显微结构设计，获得了固溶温度小于等于１５５０℃且致密饶结的微晶ＰＳＺ复相陶瓷，其常温抗弯强度为７６６ＭＰａ，断裂韧世Ｋ＿（１ｃ）为１２．５ＭＰａ·ｍ￣（１／２）。研究了ＭｇＯ和Ａｌ＿２Ｏ＿３以及１１００℃热处理时间对材料显微结构、相组成和力学性能的影响。

低温燃烧合成复相PSZ陶瓷微粉

用水合硝酸盐作氧化剂、以尿素为燃料 ,根据推进化学计算原料的配比 ,进行了复相PSZ超细陶瓷粉的低温燃烧合成 .考察了不同点火温度以及不同环境温度的影响 ,并与硝酸盐直接煅烧分解进行了比较 .结果发现 ,点火温度较高时 ,则燃烧产物中非晶态物质减少 ;与硝酸盐直接煅烧相比较 ,低温燃烧合成可快速得到c_ZrO2晶态微粉 :细小的分散开的纳米级颗粒和较粗大的颗粒 .

细晶(Y/Ce,Mg)-PSZ/MgAl_2O_4陶瓷制备工艺及性能的研究

在化学共沉淀法制备细晶PSZ陶瓷的基础上，用工业ZrO2作原料，以MgO、Y2O3、CeO2及α-Al2O3作为复合稳定剂及添加剂，采用机械球磨混合法，并在制备过程中部分用去离子水代替乙醇作为球磨介质，探讨了水磨混合法制备粉料的可行性．实验结果表明：在较低的固溶烧结温度（1550℃）下，经1100℃适当时间热处理，亦可制备出具有较好力学性能的细晶PSZ陶瓷材料，其室温强度约700MPa，断裂韧性在15MPa·m1／2左右；在（180℃，1MPa）水热条件下，采用CeO2作复合稳定剂的PSZ陶瓷材料要比Y2O3复合稳定的PSZ材料更具良好的抗水化性．

添加剂Y_2O_3对Mg-PSZ显微结构及力学性能的影响

研究了添加Ｙ２Ｏ３对ＭｇＰＳＺ显微结构及力学性能的影响。结果表明，ＭｇＰＳＺ中引入Ｙ２Ｏ３有利于降低烧结温度，促进立方化完全，但烧结体的力学性能有所降低。在１４００℃下热处理，（Ｍｇ，Ｙ）ＰＳＺ材料与ＭｇＰＳＺ一样发生ｃＺｒＯ２→ｔＺｒＯ２的析出过程，析出纺锤状四方ＺｒＯ２晶体。１４００℃热处理１０ｈ获得最大抗弯强度达６４８ＭＰａ，断裂韧性Ｋ１ｃ为８．３ＭＰａ·ｍ１／２。Ｙ２Ｏ３的加入使获得优异力学性能的热处理范围变宽，因而工艺上容易控制。但Ｙ２Ｏ３加入过多使析出困难。最佳加入量为１．０％（摩尔百分数）。Ｙ２Ｏ３的加入还使材料的Ｗｅｉｂｕｌ模数增高至１８．４６，表明（Ｍｇ，Ｙ）ＰＳＺ经热处理后能消除内部缺陷，使材料可靠性提高。

添加不同Al_2O_3/ZrO_2比值的复合粉对氧化锆质定径水口性能的影响

本文以溶胶-凝胶法制备4种不同Al2O3/ZrO2比值的Al2O3-ZrO2复合粉为添加剂,研究Al2O3引入量分别为0.56wt%、1.68wt%、2.80wt%时,添加不同Al2O3/ZrO2比值复合粉对部分稳定氧化锆(PSZ)定径水口性能的影响。实验结果表明:为了保证试样的成型过程,PSZ原料中复合粉的添加量不能超过6wt%。为了控制PSZ原料中cZrO2的相变量,PSZ原料中Al2O3的最佳引入量为1.68wt%。当试样中引入Al2O3均为1.68wt%时,Al2O3/ZrO2比值为46/54的Al2O3-ZrO2复合粉既可以保证Al2O3在PSZ原料中更为均匀的分布,也可以有效控制原料中复合粉的添加量。1710℃烧成后的B2试样(即复合粉添加量为3.65wt%,Al2O3/ZrO2=46/54,Al2O3的引入量为1.68wt%),显气孔率为5.47%,较空白试样降低了15%;体积密度为5.32 g·cm-3,较空白试样提高了0.95%;耐压强度为778MPa,较空白样提高了39.18%;抗热震次数为36次,是空白样的5倍多。

(MgO)_(0.1-x)(CaO)_x(ZrO_2)_(0.9)陶瓷的相组成、力学与抗热震性能研究

首先以电熔ZrO2为主原料,以碱式碳酸镁和CaCO3为稳定剂,经混合、成型和预烧（1550℃3h）后,制成（MgO）0.1-x（CaO）x（ZrO2）0.9系列陶瓷粉体（x值分别取0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.1）;然后将预烧后试样破碎、筛分成0.1-0.074mm的粗粒级颗粒和〈0.055mm的细粒级颗粒,分别按单一细颗粒和粗颗粒与细颗粒混合（粗、细颗粒质量比为11）两种方案进行坯体配料,经1550℃5h烧成后制成（MgO）0.1-x（CaO）x（ZrO2）0.9系列陶瓷试样,研究了稳定剂组成的相对变化对试样的相组成、体积密度、力学性能与抗热震性能的影响。结果表明（1）在稳定剂MgO、CaO总量10%（摩尔分数）不变的情况下,试样中立方相含量随着CaO量（即x值）增加而增加;当x=0.01时,陶瓷中单斜相与立方相含量之比为21,此时陶瓷具有较高的常温抗折强度和较为理想的抗热震性（1100℃水急冷5次后未出现裂纹）,而且其抗热震性受陶瓷材料致密度的影响程度较小。（2）在陶瓷粉体中增加粗粒级配料,可有效降低ZrO2陶瓷试样的致密度,提高试样的抗热震性能,但其抗折强度也随之下降。

基于小波分析和GA-SVM的金刚石砂轮磨损的声发射监测研究

针对工程陶瓷磨削中金刚石砂轮磨损状态判别准确度不高的问题,在部分稳定氧化锆陶瓷金刚石砂轮精密磨削的声发射智能监测实验中,在深入研究部分稳定氧化锆陶瓷磨削机理的基础上,对磨削声发射信号进行了5层离散小波分解。研究结果表明:金刚石砂轮磨损后,磨削声发射信号小波分解系数的有效值和方差,以及声发射信号小波能谱系数在低频率段都有所增大;利用部分稳定氧化锆磨削声发射信号的小波能谱系数或小波分解系数的有效值和方差值的组合,作为判别金刚石砂轮磨损状态的特征值,采用基于遗传算法支持向量机对金刚石砂轮的磨损状态判别准确度达100%,判别准确度明显优于BP神经网络方法。

冷处理对Y_2O_3—ZrO_2陶瓷的显微结构和力学性能的影响

通过TEM显微结构分析,XRD相分析和力学性能测试,研究了冷处理对Y_2O_3—ZrO_2、陶瓷的显微结构与力学性能的影响。结果表明:Y_2O_3—ZrO_2(3Y—PSZ)陶瓷经液氮处理后、产生平行排列的m相板条,同时,m相板条周围出现微裂纹,适当的冷处理降低了t相的稳定性,导致施加应力时t→m相变量增加,可以有效地改善Y_2O_3-ZrO_2陶瓷的强度和韧性,但冷处理时间过长,则出现过时效现象。

氧化锆陶瓷抽油泵阀结构设计及应用

针对目前国内抽油泵阀球、阀座耐磨、耐冲刷和耐腐蚀性能较差的问题，开发出用氧化锆陶瓷材料制造的阀球、阀座。通过严格控制原材料质量和生产工序，使陶瓷成品密度接近理论值，减少和杜绝了原始裂纹的产生，提高了陶瓷的韧性；通过在问座外圆过盈配置特殊金属圈和增加问座壁厚，使问座的可靠性增强。现场推广应用表明，采用氧化锆间球、问座后，胜坨油田抽油泵的免修期由１９９６年的２７７天延长到３７１天，大港油田１９９５年使用氧化锆陶瓷问后抽油泵免修期平均增长２～３倍，综合经济效益十分明显。

THE EFFECT OF SUBZERO TREATMENT ON THE MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF Y_2O_3-ZrO_2 CERAMIC

The effect of subzero treatment on the microstructure and mechanical properites of Y_2O_3- ZrO_2 ceramic have been investigated by TEM,X-ray diffraction and test of mechanical properties.It was shown that the microstructre of 3Y-PSZ after subzero treatment by liquid nitrogen exhibits very long and parallel laths of m-phase and some microcracks around the larger and finer lath of m-phase may be discovered.Suitable subzero treatment can improve the strength and toughness of Y-PSZ efficiently because of decreasing the stability of t-phase and incresing the amount of t-m transformation when exerting a stress.However,when the time of subzero treatment exceeds,the over aging effect may arise.which can decrease the strength and toughness of the material.