Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料的力学性能

以硅粉、铝粉、CaCO3及不同粒径组合的刚玉为主要原料,Y2O3为添加剂,在1 500℃通过氮化反应制备了Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料,研究了Sialon含量对该复合材料力学性能的影响。结果表明:随着Sialon含量的增加,Ca-α/β-Sialon结合刚玉复合材料的体积密度降低、气孔率增大、常温抗折强度提高;随着温度的升高,复合材料的抗折强度先升高后降低,在1 000℃时达到最大值。     

α-Si_3N_4与γ-Si_3N_4超高压烧结体的性能对比

以Y2O3-Al2O3-La2O3体系作烧结助剂,在5.4~5.7 GPa、1 620~1 770 K的高温高压条件下进行了α-Si3N4与γ-Si3N4粉体的烧结,研究了烧结体的相对密度、韦氏硬度和物相组成。结果表明:α-Si3N4、γ-Si3N4在烧结后完全转变为β-Si3N4;在相同烧结条件下,γ-Si3N4烧结体的相对密度、维氏硬度比α-Si3N4的高γ-Si3N4与α-Si3N4烧结体的最高相对密度与维氏硬度分别为99.20%,23.42 GPa和98.78%,21.87 GPa;烧结体由相互交错的长柱状β-Si3N4晶粒组成,显微结构均匀。     

基于Materials Studio氮化硅稳定性分析

基于Materials Studio CASTEP模块建立了氮化硅的晶体模型,采用模守恒赝势方法对β-Si3N4进行了结构优化。通过计算弹性常数和弹性模量,证明了β-Si3N4的力学稳定性以及分析了材料对各方向抵抗弹性形变的能力,通过声子谱中无虚频证明了β-Si3N4的动力学稳定性,分析了单个原子的声子态密度对声子总态密度的贡献,通过熵、焓、自由能和热容量等热力学参数分析了β-Si3N4的热力学性质。     

自增韧氮化硅陶瓷刀具材料的研究现状

分析了自增韧Si3N4陶瓷中β-Si3N4晶粒的长径比、直径等属性对其力学性能的影响,总结了影响β-Si3N4晶粒生长的几种因素。认为β-Si3N4柱状晶虽能改善材料韧性,但基体中引入柱状晶或基体晶粒粗化都会降低材料的抗弯强度。为了获得综合性能优秀的陶瓷刀具材料,需要对β-Si3N4基体晶粒、柱状晶的生长加以调控。     

SiO_2-Si_3N_4-SiO_2复合梁谐振式压力传感器结构设计与分析

提出了一种采用SiO2-Si3N4-SiO2复合谐振梁结构的谐振式压力传感器。采用有限元分析技术分别对谐振梁和传感器芯片结构进行了电热分析、模态分析以及谐响应分析,最后对SiO2-Si3N4-SiO2复合梁谐振式压力传感器的工艺进行了探讨,表明通过多晶硅牺牲层技术能更好地得到Si O2-Si3N4-Si O2复合谐振梁,具有良好的选频特性。     

优质滑动水口的工艺研究

采用金属粉作添加剂,高温氮化生成Sialon/Si3N4等结合相的方法来制造的滑板具有极高的强度.其目的在于:(1)探索氮化物陶瓷组分的设计及烧结工艺,(2)研究氮化物复合结合刚玉烧结体的性能,为设计制造优质滑动水口提供依据.     

Si_3N_4/SiC(N)纳米复相陶瓷的制备与性能研究

采用极性分散剂和超声分散技术 ,在微米Si3 N4基体中加入SiC纳米颗粒 ,用真空热压烧结法制备出Si3 N4/SiC(N)纳米复相陶瓷。研究结果表明 :加入SiC纳米颗粒可显著降低烧结温度 ,阻止 β Si3 N4晶粒的过度生长 ,细化晶粒组织 ,提高复合陶瓷材料的致密度和机械性能 ;含 15wt%SiC纳米颗粒的复相陶瓷具有最佳断裂韧度和较高抗弯强度 ,可作为高速切削刀具和模具的候选材料。     

CaCO_3加入量对刚玉浇注料烧结后性能和显微结构的影响

以板状刚玉颗粒、电熔白刚玉粉、纯铝酸钙水泥、氧化铝微粉、分析纯CaCO3等为原料制备了刚玉浇注料,研究了CaCO3加入量和烧结温度对烧结后刚玉浇注料常温性能、物相组成及显微结构的影响。结果表明:随烧结温度的升高和CaCO3加入量的增多,浇注料中CA6生成量增多,且其晶粒逐渐长大呈板片状结构,产生体积膨胀,导致烧结后浇注料的显气孔率和线变化率升高,抗弯强度和耐压强度降低。     

Fe-Al_2O_3磁性磨料制备新工艺

分别以还原铁粉和雾化铁粉作为磁性粉,刚玉粉为磨粒,高温无机粘结剂为胶粘剂,并对铁粉进行表面改性后,采用烧结法制备了四种不同的Fe-Al2O3磁性磨料;采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析了磁性磨料的物相组成和外观形貌,测试了磁性磨料的研磨性能,研究了铁粉种类以及表面改性处理对磁性磨料性能的影响。结果表明:制备的磁性磨料主要由-αFe、Al2O3、Fe2O3、AlFeO3(、Al,Fe)7BO3(SiO4)3O3等相组成,其形状多为不规则的棱状颗粒;制备的磁性磨料均具有良好的研磨效果和较长的耐用度,研磨工件的表面粗糙度可达到0.15μm,使用时间达到24 min;采用还原铁粉比用雾化铁粉、用表面改性的铁粉比用未改性的铁粉所制备磁性磨料的研磨性能要好。     

采用刚玉质造型材料提高大中型铸钢件质量

我厂铸钢车间年产铸件4000 t,单件最大浇注重量为30 t,铸件最大壁厚达400mm。其中,一部分厚大铸件远销美国,其表面质量要求较高,为此,我们采用刚玉质造型材料来提高这些铸件的表面质量。刚玉质造型材料包括:棕刚玉型砂、铝矾土一棕刚玉粉复合涂料、刚玉质商品涂料。长期的生产实践证明,刚玉质造型材料具有优良的防粘砂性能,是一种用量少、效果好并能提高铸件表面质量的优质特种造型材料。现将我厂使用刚玉质造型材料的情况介绍如下。一.刚玉质原材料我们使用的刚玉质原材料主要有棕刚玉砂、棕刚玉粉和铝矾土粉。1.棕刚玉砂和棕刚玉粉棕刚玉砂(粉)的主要化学成分为Al_2O_3。它是以铝矾土为主要原料,在电弧炉内经高温(2000℃以上)熔炼后冷却得到的棕刚玉块,再通过破碎、     

烧结助剂含量对氮化硅陶瓷球致密化和力学性能的影响

以α-Si3N4粉为原料,纳米级Y2O3和Al2O3为烧结助剂,采用气压烧结工艺制备氮化硅陶瓷球,研究了烧结助剂含量对氮化硅陶瓷球致密化及力学性能的影响。结果表明:随着烧结助剂含量的增加,氮化硅陶瓷球的相对密度逐渐增大,维氏硬度逐渐降低,断裂韧性不断提高;烧结温度为1750℃时,烧结助剂含量为8%的氮化硅陶瓷球综合力学性能最佳,其相对密度大于98%,维氏硬度、断裂韧性和压碎强度分别为1540 kg/mm²,6.3 MPa·m^1/2和288 MPa。     

橡胶模成型和真空烧结制备碳化硼锆合金

以碳化硼、氢化锆-2粉为原料,用橡胶模成型和真空烧结的方法制备了碳化硼锆合金,用浸渍法测定烧结体的相对密度与开孔率,用扫描电镜分析了烧结体的微观结构,研究了碳化硼含量、成型压力、烧结温度、保温时间、助烧剂加入量对碳化硼锆合金相对密度的影响。结果表明:碳化硼对烧结有阻碍作用,烧结体的相对密度随碳化硼含量的增加而降低;坯体的成型压力越高,烧结温度越高,保温时间越长,烧结体的相对密度越高;锡粉有较好的助烧作用,但锡粉的质量分数不宜超过0.5%,如果添加量过高,烧结体的相对密度反而下降。     

原位自生Ni3Si/Ni复合材料的显微组织研究

用高纯度的Ni、Si粉为原料,采用真空熔炼Ni-Si合金,通过成分设计、退火等方法制备原位自生Ni3Si/Ni复合材料。采用SEM、XEM和EPMA分析了复合材料的微观结构。结果表明,通过熔炼的方法可以制备Ni3Si/Ni复合材料;组织中规则的片层状共晶和无定形结构分布在熔体中;冷却速度和过冷度是影响其共晶生长方向和无定形结构的主要因素。     

Monte Carlo方法模拟晶粒在气-液-固三相体系下的各向异性生长

基于Monte Carlo方法,建立了气-液-固三相体系下晶粒生长的传质路径;根据最小能量原理,确立了最优和非最优生长取向上能量值的选取准则;采用各向异性的液-固和固-气界面能,对陶瓷晶粒的生长进行了二维模拟,并探讨了各向异性界面能量差值对晶粒形貌的影响规律。结果表明,在状态点发生相变时,引入寻找能量最低状态的过程,不仅消除了液相分布不合理现象,且晶粒边界更平直,形状更规则,质点在晶粒最优生长方向上的生长几率明显高于非最优方向;随着各向异性界面能差值的增加,晶粒的长径比基本呈线性变化,各向异性生长更突出。     

直流等离子体喷射法制备氮化碳涂层的研究

氮化碳因预言具有超金刚石硬度、高热稳定性及优异的摩擦磨损性能,在刀具涂层的应用领域具有巨大的潜力,引起了世界上科研工作者的广泛关注。本文以CF4+N2+H2+Ar为反应气体,通过直流等离子体喷射法(DC Plasma Jet CVD),在Si[100]基底上以金刚石薄膜为过渡层,成功制备了氮化碳涂层。利用扫描隧道显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(Raman)等现代理化测试手段,对所制备涂层的表面形貌、成分结构进行了表征和分析。研究结果表明:所制备的涂层中金刚石过渡层表面生长了线度约300-600nm的C3N4晶粒,为亚微米级别,晶形较为清晰,呈现不规整的柱状,样品中主要含有α-C3N4与β-C3N4,涂层中N的含量为9.8%。     

Sliding wear behaviors of in situ alumina/aluminum titanate ceramic composites

In situ alumina/aluminum titanate ceramic composites were prepared by spark plasma sintering with two kinds of alumina/titania powders, which are microsized irregular particles (referred to M powder) and microsized spherical particles composed of nanosized grains (referred to N powder). The phase constitution and microstructures of the powders and as-prepared ceramic composites were characterized by using X-ray diffractometer (XRD) and scanning electron microscope (SEM). The sliding wear behaviors of two alumina/aluminum titanate ceramic composites were investigated by ball-on-disc wear test with varied normal loads. The worn surfaces of ceramic composites and counterpart Si₃N₄ balls were characterized by using SEM equipped with X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS). The results showed that the wear volume of two ceramic composites increased with increasing the normal load. Under the same normal load, the wear volume of N composite (obtained from the N powder) was higher than that of M composite (obtained from the M powder). Two different behaviors were identified: N composite showed intergranular fracture and grain pull-out; however, the surface reaction layer formed in M composite presented plastic deformation. The different behaviors are controlled by two different mechanisms, brittle fracture mechanism for N and tribochemical reaction mechanism for M. The different wear behaviors for the two ceramic composites were discussed in detail.     

雾滴微反应器法制备纳米氧化铝粉体

以硫酸铝铵和碳酸氢铵为原料,用新技术--雾滴微反应器法制备了纳米氧化铝粉体,并与用传统沉淀法制备的纳米氧化铝粉体进行比较,用SEM和TEM等方法对制备的前驱体和最终粉体进行表征,用XRD法对最终粉体进行物相分析.结果表明:雾滴微反应器法制备的纳米氧化铝粉体比传统沉淀法制备粉体的颗粒尺寸较小,粒径分布窄,分散性好,比表面积达到138.1cm2·g-1;前驱体在1 150℃煅烧20 min可完全转化为α-Al2O3.     

高铬刚玉－电熔镁复合泡沫陶瓷过滤器的研究

采用混料最优设计方法研究高铬刚玉－电烤镁复合泡沫陶瓷过滤器的组成对常温抗弯强度的影响规律；观察分析其烧结状态，并对该过滤器进行浇注４５钢的对比试验及工厂的应用试验。结果表明，该过滤器的尺寸稳定，性能优良，应用效果良好。