放电等离子快速烧结纳米3Y-TZP材

本文采用放电等离子烧结技术（ＳＰＳ）快速烧结结纳米３Ｙ－ＴＺＰ材料,利用ＳＰＳ技术快速烧结,可制备出完整、致密的３Ｙ－ＴＺＰ材料,在烧结温度为１３００℃,保温３ｍｉｎ条件下,相对密度达９８．２％,晶粒仅１００￣１３０ｎｍ,研究发现,材料的密度随烧结温度的变化趋势与一般快速烧结有明显区别;材料的晶粒随烧结温度的提高而长大,但长大幅度小于其他一些烧结方法所得的３Ｙ－ＴＺＰ材料,本研究对这些现象进行了理     

快速烧结制备纳米Y-TZP材料

研究了快速热压烧结和放电等离子快速烧结（ＳＰＳ）制备纳米Ｙ－ＴＺＰ材料．利用快速热压烧结和 ＳＰＳ快速烧结,可在烧结温度为 １２００℃、保温９～１０ｍｉｎ条件下,制得相对密度超过９９％的 Ｙ－ＴＺＰ材料．研究发现：虽然快速热压烧结和 ＳＰＳ烧结都可使Ｙ－ＴＺＰ在相同温度下的密度高于普通热压烧结,但两种快速烧结所得Ｙ－ＴＺＰ的晶粒都大于无压烧结所得;另外,快速热压烧结所得样品的结构不够均匀,而ＳＰＳ烧结的样品的均匀性较好．文章对产生这些现象的原因进行了理论探讨．     

热压烧结制备纳米Y-TZP材料

本文研究了热压烧结制备纳米Ｙ－ＴＺＰ材料的过程．研究结果表明：热压烧结纳米Ｙ－ＴＺＰ材料有一些新的特点,主要是纳米Ｙ－ＴＺＰ材料在热压烧结时,由于软团聚未能有效地破碎;造成烧结过程中团聚体内部首先致密化,与基体之间产生张力,导致裂纹状大气孔的出现．同时因石墨模具的限制,热压时的外压不足以克服塑性滑移产生所需的“阈值”,因此大气孔无法“压碎”,使材料的烧结密度比相同温度下无压烧结还低．针对热压烧结纳米Ｙ－ＴＺＰ材料的局限性,采用热煅压烧结,可在１１００℃的低温下获得致密的纳米Ｙ－ＴＺＰ材料,晶粒大小仅８５ｎｍ左右。     

LCMAS微晶玻璃／Y－TZP复相材料

本工作对ＬＣＭＡＳ微晶玻璃／Ｙ－ＴＺＰ复相材料在不同的烧结温度下所出现的晶相进行了研究，发现材料在烧结温度下，Ｙ－ＴＺＰ中的ＺｒＯ２与微晶玻璃中的ＳｉＯ２发生化学反应生成锆英石（ＺｒＯ２·ＳｉＯ２），少量Ｙ－ＴＺＰ的加入起不到相变增初作用．由于Ｙ－ＴＺＰ起到微晶玻璃晶核剂的作用，仍能使材料的抗折强度和断裂韧性得到大幅度的提高．当Ｙ－ＴＺＰ含量为９５ｗｔ％时，复相材料的抗折强度和断裂韧性分别为６３１ＭＰａ和８．４ＭＰａ．ｍ１／２．     

LCMAS微晶玻璃／Y—TZP复相材料

本工作对ＬＣＭＡＳ微晶玻璃／Ｙ－ＴＺＰ复相材料在不同的烧结温度下所出现的晶相进行了研究，发现材料在烧结温度下，Ｙ－ＴＺＰ中的ＺｒＯ２与微晶玻璃中的ＳｉＯ２发生化学反应生成锆英石（ＺｒＯ２·ＳｉＯ２），少量Ｙ－ＴＺＰ的加入起不到相变增韧作用。由于Ｙ－ＴＺＰ起到微晶玻璃晶核剂的作用，仍能使材料的抗折强度和断裂韧性得到大幅度的提高。当Ｙ－ＴＺＰ含量为９５ｗｔ％时，复相材料的抗折强度和断裂韧性分别为６３１     

Y-TZP/Al2O3复相陶瓷的液相烧结及显微结构

通过在Y-TZP／Al2O3复相陶瓷材料中加入一定的添加剂，可以使其在较低的温度下进行液相烧结，使材料的烧结温度大幅度降低．由于液相的存在，氧化锆晶粒较细，而氧化铝晶粒可以借助液相发育成长柱状，这种形状的晶粒有利于陶瓷材料的力学性能，复相材料仍然保持较高的强度和断裂韧性．     

由SiO2/3Y-TZP包裹复合粉体制备ZrSiO4/3Y-TZP细晶陶瓷

对湿化学法制备的ＳｉＯ_２／３Ｙ－ＴＺＰ包裹复合粉体进行了热压烧结研究,并利用Ｘ射线衍射和透射电镜表征了烧结体的物相和显微结构．在低于１３００℃,复合粉体发生瞬时粘性烧结,材料密度迅速提高;随着烧结温度的升高,ＳＩＯ_２和ＺｒＯ_２发生反应生成ＺｒＳｉＯ_４．在１５００℃热压条件下,制备了平均晶粒尺寸为３５０ｎｍ的ＺｒＳｉＯ_４／３Ｙ－ＴＺＰ细晶复相材料．我们认为,在烧结过程中形成的第二相ＺｒＳｉＯ_４,特别是ＳｉＯ_２包裹层对抑制基体晶粒长大起主要作用．     

水热条件下Y－TZP陶瓷材料性能下降机理及缓解措施初探

本文考察了２～３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３稳定氧化锆（Ｙ－ＴＺＰ）材料在１００℃沸水及１２０～２００℃水热条件下性能下降规律．讨论了Ｙ－ＴＺＰ材料性能下降机理：ＯＨ－以扩散形式进入氧化锆晶格并占据其中的氧空位，Ｙ３＋与ＯＨ－作用，使四方相稳定存在的条件改变，从而导致四方相ＺｒＯ２（ｔ）→单斜相ＺｒＯ２（ｍ）相变，材料力学性能下降．同时从热力学分析出发，并结合实验研究，提出减缓性能下降的有效措施．     

添加Al_2O_3对SiC板粒／Y－TZP复合材料力学性能的影响

本文以ＳｉＣ板粒、ＺｒＯＣｌ２－８Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３和Ｙ（ＭＯ）３为原料，利用共沉淀和热压烧结工艺，制备ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ和（含Ａｌ２Ｏ３）ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料．测试了材料的室温和高温力学性能．研究了添加Ａｌ２Ｏ３对ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＯ复合材料的影响．结果表明，ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ陶瓷相比，其室温强度和韧性出现明显下降，高温强度也没有改善；而在ＳｉＣ板粒与Ｙ－ＴＺＰ复合的基础上，添加Ａｌ２Ｏ３可明显提高材料的强度和断裂韧性，同时，材料的高温强度也获得显著改善．     

柱状划在来石弥散强化Y—TZP复合材料高温性能研究

采用化学共沉法制备Ｙ－ＴＺＰ眼细粉料，通过适宜抚压烧结工艺烧成莫来石Ｙ－ＴＺＰ复合材料，探索了不同的莫来石含量对Ｙ－ＴＺＰ材料的常温及高温强度的影响，并对柱状莫来石弥散强化Ｙ－ＴＺＰ复合材料的机理做了初步讨论。     

低温烧结高性能2Y-TZP材料

通过在2Y-TZP中加入一定量的硅酸盐玻璃相添加剂,在较低的烧结温度下,制备出细晶、具有良好综合性能的2Y-TZP材料.研究了添加剂加入后,2Y-TZP材料烧结特性、显微结构及力学性能.发现加入少量的添加剂后,不但可以明显降低材料的烧结温度,而且由于细晶及相变增韧的共同作用,材料仍具有较高的抗折强度和断裂韧性.讨论了稳定剂含量对低温烧结Y-TZP力学性能的影响,发现较低稳定剂含量的2Y-TZP材料,由于临界相变尺寸小,在断裂过程中,有更多的四方相氧化锆转变成单斜相,相变增韧的效果更好,因而具有更高的断裂韧性.     

添加剂的膨胀系数对Y-TZP力学性能的影响

通过在Y-TZP中加入不同膨胀系数的玻璃相添加剂,低温烧结得到了具有不同力学性能的试样.建立了薄晶界应力模型,定性地计算了晶界应力,讨论了添加剂的热膨胀系数对Y-TZP陶瓷晶界应力及力学性能的影响.发现小膨胀系数的添加剂使晶界获得压应力,有利于获得较高断裂韧性的Y-TZP陶瓷.     

玻璃纤维增强树脂基复合材料弯曲强度时间温度相关性

研究了玻璃纤维增强树脂基复合材料 (GFRP) 层合板弯曲强度高温加速试验的时间温度相关性。在不同的温度和加载速率下进行了三点弯曲试验。通过弯曲强度控制曲线的时间温度移动因子曲线分析了GFRP层合板的弯曲强度时间温度相关性。探讨了低温短时和高温长时的失效机理。通过玻璃纤维拉伸延迟断裂试验,对GFRP层合板的低温短时弯曲强度的时间温度相关性进行了修正。修正后的弯曲强度控制曲线的时间温度移动因子曲线与基体树脂动态杨氏模量的时间温度移动因子曲线非常吻合,表明GFRP层合板的弯曲强度取决于基体树脂的粘弹性性能。      

多层陶瓷结构Al2O3-Fe2O3/3Y-TZP梯度复合陶瓷的制备及性能

为更好地实现口腔修复体的美学修复效果,采用掺杂不同含量Fe₂O₃（0.01wt%~0.09wt%）和Al₂O₃（0.1wt%）的3 mol% Y₂O₃稳定的ZrO₂（3Y-TZP）粉体为原料,经过铺粉、压制、烧结等工艺制得色度渐变的多层陶瓷结构Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷。对该梯度复合陶瓷的色度分布、烧结性能和力学性能进行检测,同时研究了Fe₂O₃和Al₂O₃的掺杂对3Y-TZP陶瓷组织和性能的影响。结果表明,制得的Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷色度由红黄向白色沿成分变化方向呈梯度变化,与天然牙齿色度分布规律一致;力学性能呈梯度变化并从无色端到有色端逐渐降低,但仍满足牙科使用需求（≥ 800 MPa）;在无色瓷层中掺杂微量Al₂O₃（0.1wt%）可以改善Al₂O₃-Fe₂O₃/3Y-TZP梯度复合陶瓷的烧结性能,避免在预烧结过程中发生开裂。微量Fe₂O₃和Al₂O₃的掺杂会促进其在烧结过程中的致密化及晶粒长大;微量Fe₂O₃（0.01wt%）和Al₂O₃（0.1wt%）的掺杂有助于提高3Y-TZP陶瓷的挠曲强度,然而随着Fe₂O₃掺杂量的继续增多（≤ 0.09wt%）挠曲强度降低。      

田口法研究3Y-TZP/TiN导电陶瓷材料最佳化制程

实验用田口法研究了添加30wt%氮化钛的钇稳定氧化锆基陶瓷材料(3Y-TZP/TiN)制造工艺. 选择烧结方式、TiN粉末振荡时间、第一阶段保温时间及第二阶段烧结温度四个工艺参数作为控制因子, 设计L₉正交表进行实验规划. 烧结后, 检测试片断裂韧性、抗弯强度、硬度、相对密度及电阻值. 最后通过变异数分析找出最佳参数, 再进行实验验证. 本研究得到的最佳化烧结工艺为: TiN粉末振动8 h, 采用两步烧结法, 第一阶段烧结温度1450℃, 不保温, 第二阶段烧结温度1150℃, 保温20 h. 结果显示, 采用该工艺得到了抗弯强度平均值为736.75 MPa、断裂韧性为7.545 MPa·m^1/2的氧化锆基导电陶瓷材料. 研究发现, 第一阶段保温时间对断裂韧性的影响程度最大, 其次依次为烧结方式、TiN粒径大小及第二阶段保温温度. 断裂韧性的微结构影响因子为四方相与单斜相数量的比值, 当此值达到最高时, 断裂韧性也达到最高值为9.275 MPa·m^1/2. 另外, 添加30wt% TiN的氧化锆电阻率平均值为3.26 m?·cm, 可以进行电火花加工.     

The effect of time and temperature on flexural creep and fatigue strength of a silica particle filled epoxy resin

Composite materials that use an epoxy resin as a matrix resins have superior mechanical properties over standard structural materials, but these materials exhibit time and temperature behavior when used for long periods and under high temperatures. This time and temperature behavior has not been fully explained. The purpose of this paper is to further describe this time and temperature behavior, increasing the reliability of this class of composite materials. The time and temperature dependence of flexural strength was examined by creep and fatigue testing. Flexural creep tests were carried out at various temperatures below the glass transition temperature. Flexural fatigue tests were carried out at various stress ratios, temperatures below the glass transition temperature and 2 frequencies. The time-temperature superposition principle held for the flexural creep strength of this material. A method to predict flexural creep strength based on the static strength master curve and the cumulative damage law is proposed. When the fatigue frequency was decreased while temperature and stress ratio are held constant the flexural fatigue strength decreases. The time-temperature superposition principle was also found to hold for the flexural fatigue strength with respect to frequency.     

柔性非织造布和玻璃纤维布叠层热压制备玻璃纤维布/聚苯硫醚复合板材

为改善玻璃纤维增强聚苯硫醚（PPS）复合板材的力学性能,分别以柔性的玻璃纤维布和PPS非织造布作为增强体和基体,采用叠层热压成型法制备出刚性的复合板材,采用力学性能测试、XRD、PLM、SEM研究了热压温度、热压时间、玻璃纤维含量和处理玻璃纤维布的硅烷偶联剂种类对复合板材的力学性能、结晶度、结晶形态和微观形貌的影响。结果表明,在无硅烷偶联剂处理玻璃纤维布时,控制热压温度为320℃,热压时间为30 min,压力为30 MPa,玻璃纤维质量分数为50%,复合板材的拉伸强度和弯曲强度最佳,分别为286.0 MPa和175.0 MPa,缺口冲击强度达到61.6 MPa。使用硅烷偶联剂KH560处理玻璃纤维布,在最佳成型工艺条件下,复合板材力学性能改善最明显,其弯曲强度为394.9 MPa,弯曲模量为23.6 GPa,层间剪切强度为16.4 MPa,缺口冲击强度为81.0 MPa。通过优化实验条件和使用硅烷偶联剂处理玻璃纤维表面,复合板材的力学性能得到了明显提高。     

Toughening mechanisms and properties of mullite matrix composites reinforced by the addition of SiC particles and Y-TZP

Mullite matrix composites reinforced by SiC particles and Y-TZP, were fabricated by hot-pressing. The effects of adding SiC particles and Y-TZP to mullite or mullite-based materials on properties and toughening mechanisms in the composites were investigated. Crack deflection is proposed as the principal toughening mechanism, produced by the addition of SiC particles. Transformation and microcrack toughening are the two main toughening mechanisms caused by Y-TZP addition. However, the magnitude of their contribution varied with increasing Y-TZP addition. With low Y-TZP addition, the transformation toughening dominated, while at a higher Y-TZP content, the microcrack toughening was dominant. The simultaneous addition of SiC particles and Y-TZP to mullite resulted in higher increases in both flexural strength and fracture toughness, than the simple sum of those obtained by the separate processes. It appears that the two toughening processes were coupled, thereby leading to synergistic toughening and strengthening effects in the mullite composites.     

氧化钇稳定氧化锆陶瓷酸性环境下低温时效性能

研究了4种氧化钇稳定氧化锆陶瓷在弱酸性环境下的低温时效对力学性能的影响。每种氧化钇稳定氧化锆陶瓷陶瓷材料均分为对照组和时效组,时效组置于80℃、质量分数为4%的醋酸溶液中时效168h。采用X射线衍射分析试片表面单斜相含量,测试试条的三点弯曲强度,用电子显微镜观察试条断口形貌。结果表明,低温时效后4种氧化钇稳定氧化锆陶瓷陶瓷的表面单斜相含量有不同程度的增加,但抗弯强度无显著变化。