复合助剂对氮化铝陶瓷低温烧结的影响

为弄清添加剂对氮化铝陶瓷低温烧结性能的影响,采用4种复合添加剂Y2O3-CaF2,Y2O3-Dy2O3,Y2O3-CaC2和Y2O3-Li2O,在1 650 ℃热压烧结AlN陶瓷;通过电子显微镜测定并分析了AlN陶瓷的性能和微观结构.结果表明:添加该4种复合助剂在低温烧结的AlN陶瓷晶格氧含量均较低,样品热导率较高.尤其是添加Y2O3 和CaF2可获得热导率为192 W/(m*K)的AlN陶瓷样品.     

纳米添加剂在陶瓷烧结中的作用

用微米级和纳米级两种复合助剂Y2O3-Dy2O3加入氮化铝陶瓷(AlN)中,在1650℃热压烧结AlN陶瓷;研究其对AlN陶瓷的微观结构和性能的影响.结果表明:纳米级添加剂Y2O3-Dy2O3能更好地提高AlN陶瓷的烧结活性,热扩散率也更高.     

复合稀土掺杂对β-Sialon陶瓷组织与力学性能影响

分别以Y2O3+Ce2O3,Y2O3+La2O3和Y2O3+Nd2O3复合稀土作为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备β-Sialon陶瓷.通过对三组陶瓷试样的抗弯强度和断裂韧的测试,并结合扫描电镜(SEM)和XRD进行了分析,结果表明:烧结温度1 750℃、0.1MPa N2、保温1h的条件下,其中质量分数为52.64%α-Si3N4+9.4%AlN+31.96%Al2O3+3%Y2O3+3%La2O3的β-Sialon陶瓷,其抗弯强度、断裂韧性和相对密度最高分别为483.2MPa、5.3MPa·m1/2和94.12%,且其显微结构较均匀晶粒发育较完全.     

Y_2O_3掺杂氧化铝纳米复相陶瓷的制备及其显微组织结构分析

Y2O3和Al2O3的掺杂可以制备出高性能的纳米复相陶瓷,这种陶瓷的相对密度高、硬度大和断裂韧性好.本课题主要研究Y2O3作为增强剂加到Al2O3陶瓷对其陶瓷性能的影响及机理.本次实验通过改变Y2O3添加剂的含量,采用干压成型(35 MPa、30 s)以及无压烧结技术(1 550℃,1 600℃和1 650℃)制得陶瓷试样,使用电子天平,维氏硬度计,扫描电镜(SEM)对其相对密度、硬度、断裂韧性和显微组织结构进行分析,进而获得高硬度和断裂韧性的纳米复相陶瓷.     

Y2O3对氮化铝陶瓷燃烧合成致密化及组织性能的影响

采用无包封SHS－HIP工艺在100MPa的高压氮气下，制备了致密度较高的AlN陶瓷（88％），研究了添加剂氧化钇（Y2O3）对氮化铝陶瓷高压（100MPa）燃烧合成致密化的影响，并分析了产物的微观组织。DSC分析表明，Y2O3添加剂在1400℃前保持稳定，不参与燃烧合成反应，在燃烧反应的高温下Y2O3与杂质A2O3形成液相Al5Y3O12，实现液相烧结，随Y2O3含量的提高，液相烧结作用增强，使产物致密度提高，产物的抗弯强度及断裂韧性得到改善，另一方面使产物中残余Al的含量增加，产物的硬度下降，产物AlN在燃烧合成的高温致密化过程中发生塑性变形，AlN相中存在大量位错。     

放电等离子技术制备陶瓷与复合材料

介绍了采用放电等离子烧结技术,以不同含量的CaF2为烧结助剂制备透明AIN陶瓷、以放电等离子烧结技术制备多孔材料以及用放电等离子烧结技术进行合金材料界面的焊接.结果表明,放电等离子烧结技术能在短的时间制备透光性能良好的透明陶瓷,短时、低温下制备孔隙均匀可控的多孔材料,以及在较低的焊结温度和保温时间上获得高的焊结强度.     

高致密氧化镁陶瓷的凝胶注模成型

探讨了高致密氧化镁陶瓷水基凝胶注模成型工艺,研究了预烧处理温度对原料的水化活性、粒度及比表面积的影响;同时研究了预烧处理温度、分散剂及固含量等对MgO陶瓷浆料流变学性能的影响。通过DSC-60A热分析仪对MgO陶瓷素坯进行热分析,制定了合适的烧结制度;用SSX-550观察了烧结体的微观形貌。结果表明,MgO粉体随着预烧处理温度的升高,水化活性降低,粒度增大,比表面积降低。在1 350℃处理后的MgO粉活性最低,当分散剂的加入量为3%时,可制备出固含量为54%、黏度低于200mPa.s的流动性良好的稳定浆料。MgO烧结体的密度可达到理论密度的98.32%,且烧结体宏观无缺陷,微观结构均匀致密。     

烧结温度对Al_2O_3/LiTaO_3陶瓷复合材料烧结性的影响

采用冷等静压成型无压烧结方法制备了不同Al2O3含量(体积分数φ,全文同)的Al2O3/Li Ta O3(ALT)陶瓷复合材料,烧结温度分别为1 250、1 300、1 350和1 400℃.采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针和硬度测试等方法,研究其在不同烧结温度下的致密度、显微结构和硬度.结果表明:ALT陶瓷复合材料中Li Ta O3和Al2O3两相能稳定共存,随Al2O3含量和烧结温度增加,ALT陶瓷复合材料的致密度和硬度也逐渐增加,最高硬度约为6 GPa;ALT陶瓷复合材料显微结构缺陷较多,烧结性能较差,烧结工艺和方法有待进一步改进.     

化学镀法制备Ni—P／Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P／Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷。这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面。结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9．32％,含磷量为2．38％。为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1700℃降低至1350℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3．0MPa·m^1/2提高到6．91MPa·m^1/2,增加了130．3％;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当。     

固相含量对凝胶注模成型ZrO2陶瓷力学性能的影响

采用凝胶注模工艺分别制备体积分数为36％、38％、40％、42％和44％的ZrO2陶瓷坯体,在1600℃进行无压烧结,通过电子万能试验机、扫描电镜等测试手段分别对ZrO2陶瓷材料的力学性能和显微结构进行测试和分析,结果表明,固相体积分数为38％时,陶瓷材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性最大,分别为98．36％、921．34MPa和11．49 MPa·m^1/2,这是由于固相体积分数为38％的浆料流动性好,气孔少,制备出的ZrO2陶瓷坯体缺陷少．     

含钇氧化铝陶瓷的制备及性能研究

本文研究在Ａｌ２ Ｏ３ 陶瓷中引入Ｙ２ Ｏ３ 添加剂对其结构和性能的影响。结果表明, 氧化钇添加剂可改善Ａｌ２ Ｏ３ 陶瓷的显微结构, 加速烧结, 有利于致密化和提高机械性能。     

CaF_2掺杂对α-BZN陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7-yFy（0.00≤x≤0.20,以下简称BZN-x）陶瓷样品,研究了Ca2＋、F-共掺杂对BZN-x陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响。结果表明：BZN-x陶瓷样品的最佳烧结温度为1 020℃,CaF2在α-BZN中的固溶度是0.05,伴随着CaF2掺杂量的增加,介电常数逐渐减小,而介电损耗先减小然后又微弱增加（测试频率为1 MHz时）。通过介电损耗、电阻率的变化确认了CaF2掺入α-BZN后的缺陷补偿方式,同时也证实随着掺杂量的增加,介电常数峰值温度向低温移动与缺陷补偿方式有关。     

Tb~(3+)/Sm~(3+)掺杂CaF_2微晶玻璃的结构和发光性质

采用传统熔融法制备Tb3+/Sm3+掺杂的SiO2-B2O3-Na2O-CaF2-NaF氟氧化物基质玻璃,通过热处理获得Tb3+/Sm3+共掺杂的CaF2的微晶玻璃.用差热分析(DTA)、X射线衍射图谱(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和荧光光谱等对样品进行分析.XRD研究结果表明:基质玻璃经680℃热处理1 h后获得了Tb3+/Sm3+掺杂的CaF2的微晶玻璃,估算的CaF2晶粒尺寸为37 nm.发射光谱研究结果表明:由于Tb3+/Sm3+进入到低声子能量的CaF2微晶中,与基质玻璃相比微晶玻璃的发射特征峰强度明显增强.同时也证实Tb3+和Sm3+之间的能量转移过程及其Sm3+离子的自猝灭现象.     

氨水沉淀法合成Yb~（3＋）：Y_2O_3纳米粉体及表征

以Y2O3粗粉、Y2O3、硝酸和NH3·H2O为原料,通过共沉淀法合成了Yb3＋：Y2O3透明陶瓷纳米粉体,并采用TG/DTA、XRD、SEM以及光谱分析方法对粉体性能进行了表征。结果表明,在先驱物中添加适量的聚乙二醇能改善粉体的分散性,使粉体粒度均匀并呈球形分布。在1100℃煅烧4h所得粉体粒度均匀,粒径在60～80nm之间,具有良好的分散性,适合作为制备Yb3＋：Y2O3透明陶瓷的粉体材料。     

CaF2掺杂对α-BZN陶瓷结构与介电性能的影响

采用固相反应法制备Bi1.5-xCaxZnNb1.5O7-yFy(0.00≤x≤0.20,以下简称BZN-x)陶瓷样品,研究了Ca2+、F-共掺杂对BZN-x陶瓷烧结特性、微观结构和介电性能的影响。结果表明:BZN-x陶瓷样品的最佳烧结温度为1 020℃,CaF2在α-BZN中的固溶度是0.05,伴随着CaF2掺杂量的增加,介电常数逐渐减小,而介电损耗先减小然后又微弱增加(测试频率为1 MHz时)。通过介电损耗、电阻率的变化确认了CaF2掺入α-BZN后的缺陷补偿方式,同时也证实随着掺杂量的增加,介电常数峰值温度向低温移动与缺陷补偿方式有关。     

Comparative study of β-Si3N4 powders prepared by SHS sintered by spark plasma sintering and hot pressing

β-Si3N4 powders prepared by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) with additions of Y2O3 and Al2O3 were sintered by spark plasma sintering (SPS). The densification, microstructure, and mechanical properties of Si3N4 ceramics prepared using this method were compared with those obtained by hot pressing process. Well densified Si3N4 ceramics with finer and homogeneous microstructure and better mechanical properties were obtained in the case of the SPS technique at 200℃ lower than that of hot pressing. The microhardness is 15.72 GPa, the bending strength is 716.46 MPa, and the fracture toughness is 7.03 MPa.m1/2.     

Synthesis of TiN/AlON composite ceramics

The synthesis process of TiN/AlON composite ceramics was studied, the thermodynamics, mechanical properties and micro-structures of TiN/AlON have also been investigated. The TiN/AlON composite ceramics has been synthesized by both hot-pressing and pressureless sintering. The characterizations of the material synthesized were analyzed with XRD (X-ray diffraction) and TEM (transmission electronic microscope). The density and toughness strength of TiN/AlON are 3.57g/cm3 and 4.74MPa.m1/2, respectively. The bending strength was measured at both room temperature and high temperatures and the results are 399 MPa (room temperature), 406 MPa (1 073 K), 417 MPa (1 273 K) and 323 MPa (1 573 K). Pattern Recognition (PR) and Artificial Neural Network (ANN) were used to optimize the parameters and to predict the expected values. A proper parameter for pressureless sintering of TiN/AlON has been obtained and testified, the parameters are temperature (1 978 K), AlN / (AlN + Al2O3) ratio (0.22), MgO (4.7%) and TiO2 (7.2     

低温烧结Dy-B-Si-O系玻璃介质掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷

采用溶胶-凝胶法制备了Dy-B-Si-O系玻璃介质掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷粉体,并烧结成瓷。探讨了玻璃介质对BST陶瓷密度、烧结温度和介电性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、自动元件分析仪测试了BST陶瓷的显微结构和介电性能。研究结果表明,添加Dy-B-Si-O系玻璃介质降低了陶瓷烧结温度,提高了陶瓷致密度;随着Dy-B-Si-O系玻璃介质中Dy2O3组分含量的增加,介电常数增大;介电损耗先增大后减小,介电损耗最小值约为0.01,可满足在电压可调电容器上的使用要求。     

THE CHARACTERISTICS OF THE PRESSURELESS SINTERED Si_3N_4-MgO-Ce0_2 CERAMICS

An investigation of the pressureless sintering of Si3N4 with MgO-CeO2 revealed that MgO-CeO2 is a most effective sintering aid for silicon nitride. The amount of MgO-CeO2 and sintering conditions have a strong influence on the densification behaviour and mechanical properties of the sintered materials. The effect of the additive and sintering conditions are discussed. The silicon nitride pressureless sintered with MgO-CeO2 retained a relative density of 98. 5% and a bending strength of 950 MPa. The Si Mg-Ce-O-N system is of great value for application and theoretical study.     

Si_3N_4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。