热压制备Ti3SiC2/MgAl2O4复合材料及其性能研究

采用反应热压烧结法制备Ti3SiC2/MgAl2O4复合材料,研究MgAl2O4含量对该复合材料致密化程度、显微结构以及力学性能的影响。结果表明:MgAl2O4和Ti3SiC2两相之间具有很好的化学相容性;MgAl2O4的引入对该复合材料的烧结致密度影响不明显;MgAl2O4晶粒镶嵌在Ti3SiC2晶粒的层片之间,相互穿错搭接,可以有效地阻止裂纹的扩展;适当的MgAl2O4可以改善复合材料的力学性能,当MgAl2O4的质量分数为20%时,其抗弯强度达到421.4 MPa,当MgAl2O4的质量分数为10%时,其断裂韧性达到4.27 MPa.m1/2。     

TiC/Ti3SiC2复合材料的制备及其性能研究

以粉末Ti,Si,TiC和炭黑为原料,采用反应热压烧结法制备TiC/Ti3SiC2复合材料。借助XRD和SEM研究TiC含量对TiC/Ti3SiC2复合材料相组成、显微结构及力学特性的影响。结果表明:通过热压烧结可以得到致密度较高的TiC/Ti3SiC2复合材料;引入TiC可以促进Ti3SiC2的生成,当引入TiC的质量分数达30%,TiC/Ti3SiC2复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为406.9 MPa,3.7 MPa.m1/2;复合材料中Ti3SiC2相以穿晶断裂为主,TiC晶粒易产生拔出。     

Mo-CCN-ZrO2复合材料显微组织及性能研究

以难熔金属钼为基体,添加相应比例的3Y-ZrO₂(Y₂O₃稳定ZrO₂)粉体和球形CrCoNi(CCN)中熵合金粉体、C粉,通过固固混合、粉末冶金法制备典型的耐烧蚀钼基复合材料Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂。系统研究Mo-0.65%CCN-2.0%ZrO₂钼基复合材料显微组织、不同加工变形条件下力学性能及抗氧化能力。结果表明:随变形量增大,晶粒得到细化,第二相粒子分布均匀,材料抗拉强度、伸长率、抗弯强度、断裂韧性等力学性能显著提高;在变形量达65%时,抗拉强度达812 MPa,屈服强度为696 MPa,伸长率为26.2%,抗弯强度为1707 MPa,断裂韧性为32.3 MPa·m1/2;材料断裂类型表现为典型韧性断裂特征,材料的抗氧化能力显著改善。     

起始粉末粒径对Al2O3-TiC陶瓷力学性能的影响

热压烧结制备了Al2O3和Al2O3-TiC复合陶瓷。研究了起始粉末粒径对Al2O3-TiC复合陶瓷力学性能的影响。试验结果表明,添加TiC显著地提高了氧化铝陶瓷的力学性能,σf和K1c分别提高了70％和90％。其中大颗粒TiC对氧化铝陶瓷的增韧尤为有利,其裂纹偏转增长了扩张路径,提高了材料的断裂抗力。     

SiC陶瓷无压烧结工艺探讨

系统研究了不同温度无压烧结条件下,添加质量分数为2％C及不同B元素量对SiC的致密机制、微观结构 及力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2.0％C+1.0％B的SiC经2 150℃×2h无压烧结后的力学性能为最 优,其抗弯强度达470MPa,断裂韧性达5.12MPa·m1/2。     

Al_2O_3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊界面附近元素分布及析出相

采用Ti/Cu/Ti复合中间层实现Al2O3-TiC陶瓷基复合材料和Cr18-Ni8不锈钢的扩散焊接。采用光学显微镜(OM)、电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)等分析手段,对Al2O3-TiC/Cr18-Ni8扩散焊接头的显微组织、元素分布及析出相进行分析。结果表明:Al2O3-TiC/Cr18-Ni8界面结合紧密,界面过渡区与两侧基体间界面平直。Ti与Al2O3间的反应主要发生在陶瓷表面附近;在Cu层内,Ti和Cu浓度轮廓互补;Ti向不锈钢侧扩散较大的距离,Fe、Cr表现为相似的扩散趋势;Ni呈现"上坡"扩散的特点。Al2O3-TiC/Cr18-Ni8接头的界面结构为Al2O3+TiC,NiAl2O4,TiC,CuTi+Cu(Ni),FeTi+Cr2Ti+TiC和Fe。     

SiC对热压制备SiC/Ti3SiC2复合材料的影响

以钛粉、硅粉、炭黑为主要原料,利用热压烧结技术制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料。借用扫描电镜和X射线衍射,探索SiC对复合材料的相组成、组织结构、力学性能及电导率的影响。结果表明:在25 MPa压力下,热压烧结1 500℃,可制备高致密、均匀的复合材料;SiC对提高SiC/Ti_3SiC_2复合材料的相组成、力学性能有很大影响,当碳化硅质量分数为20%,复合材料弯曲强度为373 MPa,断裂韧性为5.4 MPa·m1/2,材料性能得到明显提高;纯样Ti_3SiC_2材料的电导率最强,为4.18 MS/m。在基体中,Ti_3SiC_2层状晶粒相互交错形成连续的网状结构,Ti_3SiC_2作为导电颗粒转移的电子越多,试样电导率越高。     

SiC_W/Al_2O_3陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结SiC晶须(SiC_W)增韧Al_2O_3~-陶瓷复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明:复合材料的维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量均比纯Al_2O_3~-陶瓷有明显的提高,而且随着SiC_W含量的增加均连续提高。当SiC_W加入量达30vol％时,维氏硬度,抗弯强度,断裂韧性及弹性模量分别由基体的14.6GPa,235MPa,4.7MPam~(1/2)和401GPa提高到18.7GPa,634MPa,8.0MPa·m(?)和454GPa。弯曲断口形貌及裂纹扩展途径观察结果表明:晶须拔出桥接与裂纹偏转是主要的补强增韧机制。     

添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响

研究了ZrO2对Al2O3力学性能和耐磨性能的影响。将α-Al2O3与采用沉淀法合成的Zr(OH)4混合,凝胶混合物在600℃下煅烧2h。m(Al2O3)∶m(ZrO2)=85∶15的复合材料在1400℃至1650℃之间保温2h常压烧结。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析。结果表明,在1550℃温度下烧成的该复合材料获得了最高的密度、最好的耐磨性能和最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到708MPa和5.8MPa·m1/2。研究结果表明,在氧化铝中添加ZrO2有助于改善氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性能。     

CNTs-La2O3复合材料电磁特性与吸波性能研究

采用超声共混法制备CNTS/La2O3复合粉末,测试复合粉末在2~18 GHz波段的电磁参数,研究不同La2O3含量的CNTS/La2O3吸波材料的电磁特性。结果表明,随着La2O3含量的增加,CNTs/La2O3的复介电常数的实部和虚部逐渐增加,介电损耗增大,衰减常数逐渐增大,但是特征阻抗降低。根据电磁波传输线理论计算CNTS/La2O3吸波材料的反射率曲线,当厚为2.0 mm,未掺杂La2O3,质量分数为6%CNTs的反射率峰值为-18.1 dB。La2O3的质量分数为15%时,CNTs/La2O3具有最佳的吸波性能,反射率峰值为-31.6 dB,小于-5 dB和-10 dB的频带宽为2.98 GHz和6.3 GHz。     

β-Si_3N_4 晶粒生长对热压自韧 Si_3N_4 力学性能的影响

研究了１５ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－Ｌａ２Ｏ３热压自韧Ｓｉ３Ｎ４的β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长对强度、韦伯模量和断裂韧性的影响。在最佳的工艺条件下，其强度、断裂韧性和韦伯模量分别为９６０ＭＰａ、１１．７２ＭＰａ·ｍ１／２和２４．５。实验结果表明，烧结温度和时间对β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒生长及力学性能有重要影响。随烧结温度升高，其强度、断裂韧性和韦伯模量值上升；超过１８００℃，其力学性能有一定下降。过长的烧结时间，将使β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒粗大，因而其性能降低。韦伯模量取决于β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒尺寸分布和显微结构均匀性。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转是该材料的主要增韧机制。另外，较大β－Ｓｉ３Ｎ４晶粒的拔出和裂纹分支也对增韧有所贡献。     

Y-La-Si_3N_4陶瓷的微波烧结

以Ｙ２Ｏ３和Ｌａ２Ｏ３为添加剂，利用微波烧结成功地制备出Ｓｉ３Ｎ４陶瓷。在最佳工艺条件下，其抗弯强度和断裂韧度分别为６８０～７２０ＭＰａ和６．８～７．８ＭＰａ·ｍ１／２。研究了烧结工艺对致密化过程和力学性能的影响。实验结果表明，微波烧结能够大大降低烧结温度，促进致密化和α→β相变。为了仰制Ｓｉ３Ｎ４分解，必须采用高Ｎ２压力（＞０．５ＭＰａ）。微波烧结Ｓｉ３Ｎ４的显微结构均匀，晶粒细小     

La2O3/Al2O3氧化物添加比对Csf/SiC复合材料力学特性的影响

利用热压烧结技术制备高致密度短碳纤维增韧碳化硅陶瓷基(Csf/SiC)复合材料。研究稀土氧化物添加比对烧结后Csf/SiC复合材料微观结构、力学特性和增韧机制的影响。结果表明:随着烧结助剂中La2O3含量增加,烧结后材料中SiC颗粒平均粒径减小,相对密度逐渐降低,而强度和韧性则先增加后降低;颗粒桥连、纤维拔出和裂纹偏转是该材料体系的主要增韧方式。     

Y－TZP强化Al_2O_3超细材料的组织性能研究

制备了纳米级Ｙ－ＴＺＰ（Ｙ＿２Ｏ＿３稳定的四方ＺｒＯ＿２多晶）强化Ａｌ＿２Ｏ＿３陶瓷复合材料，并研究了其组织性能。发现纳米粉末有利于提高制品的密度和获得细晶组织。有两种ＺｒＯ＿２粒子存在于该复合材料中，即Ａｌ＿２Ｏ＿３晶内的十分细小的ＺｒＯ＿２粒子和镶嵌于Ａｌ＿２Ｏ＿３晶界的ＺｒＯ＿２粒子，这两种粒子共同作用，十分显著地提高制品的强度，后者还有利于高温性能的改善。２０（ｖｏｌ）％（Ｙ－ＴＺＰ）－Ａｌ＿２Ｏ＿３纳米复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到１７５０ＭＰａ和６．１ＭＰａ．ｍ￣（１／２）。断裂韧性的缓慢提高主要是由于制品的高密度及晶粒细化的结果。     

镍离子注入剂量对多晶氧化铝力学性能影响的研究

研究了镍离子注入剂量对多晶α－氧化铝性能的影响，讨论了注入剂量变化对其硬度、断裂韧度及抗弯强度的影响关系，结果表明，镍离子注入对其性能具有明显的改善。     

超微 Al_2O_3 粉热压烧结陶瓷的性能

采用超微Ａｌ２Ｏ３粉和热压烧结工艺制备出两种Ａｌ２Ｏ３基陶瓷（Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ－Ｙ－ＰＳＺ）。研究了这两种材料烧结体的密度、显微组织和力学性能。并将烧成陶瓷加工成切削刀片，对３５ＣｒＭｎＳｉＡ超高强度调质钢进行切削试验，所得结果与其它几种陶瓷刀具的切削性能进行了比较。     

含有微量La和Cr的铸铝合金的热处理工艺研究

研究热处理工艺对添加微量La、Cr的G01压铸铝合金组织和性能的影响,通过力学性能测试、金相组织观察及SEM断口形貌观察,分析G01合金热处理后的力学性能的变化规律与金相组织的变化。结果表明:La、Cr的加入使得失效模式由脆性断裂为主转变为以塑性断裂为主;合金在525℃×4 h固溶处理后经过180℃×6 h时效处理,合金的综合力学性能达到最佳。