氧化铝在精细陶瓷中的应用

氧化铝是精细陶瓷的重要原料之一。本文介绍了氧化铝粉体制作方法,烧结技术;氧化铝在基片、发光管、传感器、生物、固定化酶载体、航空航天耐热结构材料、刀具、催化剂载体和机械零件中的应用。     

金刚石砂轮双端面磨削氧化铝陶瓷

本研究涉及对双端面磨削技术应用于两片陶瓷结合剂金刚石砂轮同时磨削圆柱形氧化铝陶瓷工件两个端面的技术评价。精细陶瓷(advancedceramics)，例如氧化铝(Al2O3)陶瓷，由于具有高的硬度、抗压强度、耐腐蚀性、导电性、磁导率和脆性而应用广泛。本试验为四因子试验，评价被磨工件的表面粗糙度Ra值，采用重量法测定材料去除率，采用激光折射技术测定的平均比例系数来评价被磨工件平面度。本文的研究结果表明，双端面磨削可以在很短的加工时间内获得极高的表面光洁度、高的精度和高的磨除率。     

电镀金刚石砂轮面磨削氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜、观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削时的表面,已磨削表面,对电镀金刚石砂轮磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究,指出了氧化铝陶瓷已磨削表面的缺陷以及脆性袭纹为主,磨削温度对材料去除过程影响很大,有可能存在非裂纹扩展的陶瓷材料去除方式。     

精细陶瓷硬度测试方法实验验证

采用标准约定的方法,测试了氧化铝和氧化锆等典型精细陶瓷的硬度,验证了方法的可行性;同时,改变实验条件进行测试,对影响精细陶瓷硬度测试结果的因素及原因进行了探讨.     

对氧化铝陶瓷液相烧结的研究

以传统陶瓷生产中常用的几种添加剂与α氧化铝共同配料，进行了氧化铝陶瓷的烧结实验。其中，添加剂的配比以相图为主要依据。对实验结果进行分析认为：从热力学角度来看，烧结过程中液相的产生降低了氧化铝的烧结峰，即减少了达到烧结状态需要外界所供给的能量，有利于氧化铝陶瓷的烧结；用动力学观点分析，液相对氧化铝陶瓷烧结过程的作用，一为毛细管压，二为液相传质。毛细管压对氧化铝粒子有着诸如＂拉紧＂等作用，而液相传质的溶入──析出过程大大加速了氧化铝的传质过程，并且减弱了液相的化学组成对氧化铝陶瓷烧结的影响。     

电镀金刚石砂轮端磨氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜,观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削表面、已磨削表面,对电镀金刚石砂轮端磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究,指出氧化铝陶瓷已磨削表面的缺陷以脆性裂纹为主,磨削温度对材料去除过程影响很大,有可能存在非裂纹扩展的陶瓷材料去除方式。     

金刚石砂轮双端面磨削氧化铝陶瓷

本研究涉及双端面磨削技术应用于用两片陶瓷结合剂金刚石砂轮同时磨削圆柱形氧化铝陶瓷工件两个端面的技术评价。精细陶瓷(advanced ceramics),例如氧化铝(Al2O3),由于具有高的硬度、抗压强度、耐腐蚀性、导电性、磁导率和脆性而应用广泛。本试验为四因子试验,评价被磨工件的表面粗糙度Ra,采用重量法测定材料去除率,采用激光折射技术测定的平均比例系数来评价被磨工件平面度。本文的研究结果表明,双端面磨削可以在很短的加工时间内获得极高的表面光洁度、高的精度和高的磨除率。     

透明AlON陶瓷的发展现状和挑战（英文）

氮氧化铝透明陶瓷是备受关注的材料，广泛应用于商业和军事领域，如红外和可见光窗口、透明装甲等方面。最近几年，氮氧化铝透明陶瓷得到了快速发展，出现新的制备方法、新的烧结助剂及新的应用领域。然而，目前还没有系统的、最新的相关综述。此外，氮氧化铝透明陶瓷还存在一些未解决的问题和新的挑战，严重阻碍其商业化应用。因此，本文作者全面介绍氮氧化铝陶瓷的制备方法，包括高温固相反应法、氧化铝还原氮化法、化学气相沉积法和溶胶凝胶等方法，并对这些制备方法的优缺点进行比较分析。此外，系统地总结烧结助剂和烧结工艺对氮氧化铝透明陶瓷透光性的影响。最后，对氮氧化铝透明陶瓷面临的挑战和发展趋势进行讨论和展望。     

氧化铝陶瓷与不锈钢扩散连接研究

先在氧化铝陶瓷表面用真空蒸发镀膜的方法镀一层镍膜，再以纯镍粉为中间层材料，实现了氧化铝陶瓷与AISI201不锈钢的扩散连接。对连接接头进行了抗剪强度测试和微观形貌及相结构分析。结果表明：在连接温度900℃，保温时间2h，连接压强30kPa的条件下接头剪切强度最高可达20．7MPa；扩散连接过程中生成了A1Ni金属间化合物。     

电镀金刚石砂端磨氧化铝陶瓷的机理研究

本文利用电子扫描电镜,观察了金刚石磨粒的微切削刃以及氧化铝陶瓷试件的磨削表面,已磨表面,对电镀金刚石砂轮端磨氧化铝陶瓷的机理进行了研究,指出氧化铝陶瓷已磨表面的缺陷以脆性裂纹为主,磨削温材料去除过程影响很大,有可能存在非裂主展的陶瓷去除方式。     

中船重工公司成功研制高性能精细纳米陶瓷涂料

日前，一种高性能精细纳米陶瓷喷漆材料在江苏无锡市的中船重工集团公司七O五所研制成功并通过了有关部门的鉴定。该材料很好地解决了陶瓷涂层韧性低和抗热震能力差两大难题，其主要性能指标达到了世界领先水平。[第一段]     

掺杂对高纯氧化铝陶瓷介电损耗的影响

综述了不同杂质及掺杂对氧化铝陶瓷介电损耗影响的研究进展。原料中的杂质会增加氧化铝陶瓷的介电损耗，但可以通过掺杂来提高氧化铝陶瓷的介电损耗。MgO的加入在低频下会增加氧化铝陶瓷的介电损耗：但在微波频段，当MgO的加入量大于Mg在氧化铝中的固溶极限时，通过优化烧结工艺，可以得到1×10^-5量级的介电损耗。加入适量的TiO2可以降低氧化铝在微波频段的损耗，但其作用机理还有待进一步研究。     

纳米结构陶瓷涂层精密磨削的材料去除机理及磨削加工技术

随着纳米结构陶瓷涂层的开发和应用，其后续精密加工技术已受到人们的关注。纳米结构陶瓷涂层的高硬度和高耐磨性使其成为难加工材料，采用金刚石磨料磨削加工有可能成为其最主要的加工方法。本文首先讨论了纳米结构陶瓷涂层精密磨削的非弹性变形和脆性去除的材料去除机理，然后对可用来加工纳米结构陶瓷涂层的超精密金刚石砂轮磨削、ELID磨削、延性域磨削、超高速磨削、精细磨削等磨削加工技术进行了分析，分析了它们的材料去除机理和技术特点。在此基础上，本文指出了相关的有待进一步研究的课题。     

新型粉末涂层刀具及其切削性能研究

为了提高传统涂层刀具的抗磨损性能，利用溶胶-凝胶技术研制成功了两种新型粉末涂层陶瓷刀具。采用双相氧化铝——二氧化硅溶胶涂层后的TiC制备出了新型涂层刀具XFTC1，采用单相二氧化硅溶胶涂层后的TiC制备出了新型涂层刀具XFTC2。对两种材料断口形貌的SEM观察表明，硬质合金TiC颗粒表面被均匀地涂有一层氧化铝—二氧化硅或二氧化硅陶瓷材料，而且新陶瓷刀具材料具有均匀的微观组织结构。力学性能和切削实验表明，同普通刀片硬涂层刀具相比．XFTC1刀具具有很强的抗磨损能力；当加工中碳钢(45HRC)时，新型粉末涂层陶瓷刀具的磨损寿命比普通陶瓷刀具提高1倍，且新涂层材料的断裂韧性和抗弯强度分别提高了69～86％和5～15％。     

利用Al氧化反应修复陶瓷宏观裂纹

基于金属Al在高温下氧化形成氧化铝并伴随体积膨胀的效应，利用该体积膨胀抵消烧结致密化导致的体积收缩，设计了Al、Al2O3为主要组成、少量的Y2O3和SiO2为烧结助剂的填充相组分，以95氧化铝方形小坩埚模拟陶瓷宏观裂纹，进行了陶瓷宏观裂纹的修复研究。通过比较Al含量、烧成温度和升温制度对填充组分膨胀量和修复界面微观结构的影响，证实氧化物陶瓷宏观裂纹可通过选择适宜的Al／Al2O，填充组分实现修复。     

现代陶瓷应用的新领域

<正>近一二十年来,一种具有特殊结构和特殊功能,与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料正获得越来越广泛的应用。这种新型陶瓷有不同的名称:新陶瓷,精密陶瓷,精细陶瓷,高性能陶瓷,现代陶瓷。尽管叫法有异,但其共同特点是理化性质优异,加工方法精细,成分复杂和价格高昂。与传统陶瓷相比,现代陶瓷的原料纯度,粒度和形态控制更精细;通过采取监测手段确保原料混合与添加工艺的均一性,未成型产品的维护更加精心,保持产品均一完整;烧结过程的控制严格,避免了孔隙和缺陷。     

用铸铁粘结金刚石砂轮磨削加工陶瓷涂层的对比性研究：ELID方法和旋转磨削方法

陶瓷涂层包括化学气相沉积碳化硅(CVD-SiC)，等离子喷涂沉积氧化铝(PSD-Al203)，等离子喷射沉积氧化铬(PSD-Cr203)等，这些陶瓷涂层具有特殊的结构、物理和力学性能。目前还没能很好地建立起将这些陶瓷涂层精确有效地加工到所需要的质量要求的加工方法。在本文中，为了研究用ELID方法和旋转磨削方法在加工这些陶瓷时的特殊方面，进行了对比试验。对两种方法所产生的表面粗糙度的稳定性，材料性能对磨削结果的影响，磨削后陶瓷涂层的显微结构等都进行了详细分析。     

自增韧氧化铝陶瓷的制备与力学性能研究

研究了添加La2O3、La203 MgO、La2)3 Si)2、La2O3 MgO SiO2等复合添加剂对氧化铝陶瓷结构及性能的影响.结果表明,通过改变La2O3复合的添加剂种类,可以得到不同显微结构和力学性能的氧化铝陶瓷.添加La2O3、La2O3 MgO的氧化铝陶瓷晶粒细小,提高了材料的致密度和抗弯强度,但韧性增加不明显;添加La2O3 SiO2的氧化铝陶瓷,晶粒有异常长大现象,微结构不均匀,导致力学性能降低;而添加La2O3 MgO SiO2复合添加的氧化铝陶瓷,获得了具有一定长径比、结构较均匀的自增韧结构氧化铝陶瓷,其抗弯强度和断裂韧性分别达到459 MPa和4.6MPa·m1/2.     

含夹杂TiC-TiB_2陶瓷强度的细观力学分析

根据超重力合成TiC-TiB_2装甲陶瓷的细观结构和断裂机理,建立TiC-TiB_2装甲陶瓷细观强度模型,分2种失效形式讨论了氧化铝杂质颗粒对材料强度的影响。首先根据相互作用直推估计法计算了TiC-TiB_2基体的等效刚度,认为氧化铝杂质颗粒稀疏分布在TiC-TiB_2形成的等效基体中,根据等效夹杂理论计算了杂质颗粒内部和附近残余应力和应力场分布,得出氧化铝杂质颗粒可能的失效形式;然后根据杂质颗粒可能出现的界面脱粘和颗粒破坏2种失效形式分别建立模型进行讨论,并以两者的最小值定义为复合材料的强度,分析了材料强度随细观结构和性能参数的变化规律,并与实验结果进行了对比。结果表明,模型能够反映材料失效机理,对于具有与本文相似细观结构的材料,杂质颗粒与等效基体的相对弹性性能和相对热膨胀性能、杂质颗粒尺寸、等效基体韧性等都可能影响杂质颗粒失效形式,但是杂质颗粒直径增加、基体韧性降低必然降低材料强度。对于含氧化铝杂质颗粒的TiC-TiB_2装甲陶瓷,界面脱粘是杂质颗粒主要的失效形式。     

氧化铝陶瓷低温特性研究

研究了α-Al2O3含量分别为99%和92%的氧化铝陶瓷(以下分别简称99和92氧化铝陶瓷)在室温和低温下(293,195和77K)的力学和热学性能。结果表明:两种氧化铝陶瓷的抗弯强度变化规律相同且变化幅度都较小,说明玻璃相的存在并没有对氧化铝的低温强度造成显著影响;99氧化铝的断裂韧性随温度降低线性升高,而由于晶界玻璃相的存在,92氧化铝的断裂韧性在77K时有所降低。热学性能测试表明,两种氧化铝的热导率随温度的变化规律一致。99和92氧化铝在20K时的热导率分别为4.1和1.7W/(m·K),远远小于不锈钢的热导率14.7W/(m·K)。因此,如果采用氧化铝陶瓷替代不锈钢作为超导绝缘支撑材料可以大大降低系统的漏热,提高超导磁体的稳定性。