超高压成型制备Y-TZP纳米陶瓷

研究了用超高压成型制备Ｙ－ＴＺＰ纳米陶瓷的新方法．通过采用新的成型方法,在５０００吨六面顶压机上实现了高达３ＧＰａ的超高压成型,获得相对密度达６０％的３ｍｏｌ％Ｙ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２陶瓷素坯,比在４５０ＭＰａ下冷等静压成型所得素坯的密度高出１３％．这种超高压成型所得素坯具有极佳的烧结性能,可在１０５０～１１００℃下经无压烧结致密化．研究表明,这种素坯烧结性能好的主要原因是素坯的相对密度比较高,从而大大增加了物质的迁移通道．由于烧结温度极低,有利于制备ＺｒＯ_２晶粒尺寸＜１００ｎｍ的纳米陶瓷。在１０５０℃／５ｈ的条件下,可烧结得到相对密度达 ９９％以上的 Ｙ－ＴＺＰ纳米陶瓷,平均晶粒仅为 ８０ｎｍ．     

纳米陶瓷的制备概况

综述了当前纳米陶瓷的各种制备方法,介绍了从纳米粉体制备到纳米陶瓷烧结整个过程中常用的技术和方法.同时,分析了纳米陶瓷的发展前景及其制备过程中应注意的问题.     

橡胶等静压成型纳米ZrO2(3Y)粉素坯

对橡胶等静压成型(Rubber isostatic pressing,RIP)制备纳米Y-TZP陶瓷作了初步研究.研究结果表明,通过RIP成型,可以获得相对密度较高、体积较大的ZrO₂(3Y)素坯,并在较低温度下无压烧结得到纳米Y-TZP陶瓷.在1100℃下烧结2h所得的Y-TZP陶瓷的相对密度可达97％,晶粒仅为70nm左右.相对密度较高、平均孔径小是RIP成型素坯烧结温度低的主要原因.     

橡胶等静压成型纳米ZrO2(3Y)粉素坯

对像等静压成型（Rubber isostatic pressing,RIP)制备纳米Y－TZP陶瓷作了初步研究。研究结果表明，通过RIP成型，可以获得相对密度较高、体积较大的ZrO2(3Y)素坯，并在较低温度下无压烧结得到纳米Y－TZP陶瓷。在1100℃下烧结2h所得的Y－TZP陶瓷的相对密度可达97％，晶粒仅为70nm左右，相对密度较高，平均孔径小是RIP成型素坯烧结温度低的主要原因。     

钛酸钡陶瓷烧结动力学曲线的研究

以超重力反应沉淀法(HGRP)制备的纳米钛酸钡粉体为原料,以热膨胀仪为测试手段,对钛酸钡陶瓷的烧结动力学曲线特征进行了研究.结果表明,烧结温度和成型坯片密度都会对钛酸钡陶瓷的烧结过程产生影响,所表现出的烧结动力学曲线特征也不相同,而升温速率几乎不对坯片的烧结动力学曲线特征产生影响.随着烧结温度的升高,坯片收缩率增大,当烧结温度由1150℃升到1300℃时,收缩率由6.7%增大到23.2%;坯片的密度增大,收缩率减小,当成型坯片相对密度由61.08%增大到64.42%时,收缩率由17.5%减少到14.4%;升温速率增大,坯片开始收缩的温度及收缩率几乎不变.     

环境湿度对电真空陶瓷性能的影响研究

采用热压铸成型方法制备了氧化铝陶瓷坯体,研究了陶瓷坯体贮存环境湿度对陶瓷坯体流变性能、脱脂失重率和烧结收缩率的影响,并通过扫描电子显微镜对烧结后陶瓷的微观形貌进行了表征。研究结果表明,在湿度较大的贮存环境下,陶瓷坯体中氧化铝粉体吸附大气中水分,导致其流变性能改变,进而致使脱脂过程中氧化铝粉体流失现象增强,脱脂失重率增大,在陶瓷烧结后密度不变的情况下,导致陶瓷烧结收缩率呈现一定规律性变化。     

SEM/EDS分析纳米TiN颗粒在SiC陶瓷中的分布状况

采用水基喷雾造粒技术制备SiC/纳米TiN复合粉体,并借助二步成型和无压烧结技术制备SiC/纳米TiN复合陶瓷,利用场发射扫描电镜结合能谱分析(SEM/EDS)研究了纳米TiN颗粒在SiC/纳米TiN复合粉体、素坯及烧结体过程中的分布状态,借此评价制备工艺。     

粉体表面包碳对3Y-TZP陶瓷烧结性能及微观结构的影响

采用对纳米氧化锆陶瓷粉体表面包碳,研究了在不同烧结工艺下,碳含量(0%～7.0%(wt))的变化对纳米氧化锆陶瓷烧结性能及微观结构的影响.分析结果表明:包裹少量碳能明显提高烧结活性,增大烧结坯密度.在本实验条件下,碳含量为1.5wt%的纳米氧化锆陶瓷在1250℃低温氧化气氛中烧结,可得到相对密度约为96%、晶粒尺寸约为85m的陶瓷体,此后随着碳含量的增加,致密度减小;采用真空烧结,由于碳没有被氧化,包裹层的存在阻止了晶界的扩散,延缓了陶瓷体烧结的致密化过程,烧结性能较差;同时碳的加入有效地抑制了晶粒的长大.     

素坯高压成型对纳米4YSZ烧结的影响

在纳米 4YSZ粉中加入少量纳米Al2 O3 粉 ,素坯两次 40 0MPa加压成型后在 4GPa高压下再成型 ,素坯相对密度达 72 4 %,降低了烧结致密温度。超密实坯体在 110 0℃常压下烧结 2小时 ,陶瓷体致密度达 99 2 %。烧结样品的晶胞四方度atc- 1t 为 1 0 12 ,晶胞体积V为 0 132nm3 。 110 0℃常压煅烧 ,烧结体晶粒大小在 40～ 70nm。烧结体研磨成粉后含有 12～ 14%的单斜相。     

不同成型方法对纳米Y-TZP陶瓷烧结性能的影响

用低温强碱法并掺入稳定剂Y2O3制成了纳米ZrO2（3Y）粉体，室温条件下用钢模和橡胶模具，在不同压力下把这些粉体进行成型压成素坯，然后在常压下于1000℃、1100℃、1200℃和1300℃四个温度中烧结。结果显示，由于橡胶模具成型的素坯受力均匀，烧结效果较钢模具优越，烧结的素坯体具有相对密度大、显微结构致密、气孔率低、显微硬度高的优点。采用400MPa橡胶等静压成型（RIP）方法，可在1300℃烧结出相对密度达到98％的优质纳米陶瓷。     

纳米陶瓷的制备

纳米陶瓷材料可显著降低材料的烧结致密化程度,节约能源;并可改善陶瓷材料的性能,提高其使用可靠性。主要介绍了纳米陶瓷的制备方法,包括纳米陶瓷粉体的制备、成型和烧结。     

预热粉体爆炸烧结单相纳米氧化铝陶瓷的研究

采用预热粉体爆炸烧结技术制备单相纳米陶瓷,用40nm的α-Al2O3粉体作原料进行烧结试验,用高倍扫描电镜,X射线衍射分析等手段对试验结果进行了测试。最近的研究表明：纳米粉体分别经600－800度预热后进行爆炸烧结,可以得到密度为96－100％理论密度,晶粒大小在100nm以下的单相氧化铝纳米陶瓷,随着预热温度的递增,陶瓷晶粒生长有加快趋势,与常温下爆炸烧结相比,本研究的陶瓷晶粒无明显晶格变形,对陶瓷质量的影响因素及其改善途径也进行了分析。     

MgAl2O4纳米透明陶瓷的制备及其透明机理

用传统合成金刚石用的六面顶压机，使用工艺简单的高温焙烧法得到的MgAl2O4纳米粉体，采用超高压烧结法分别在较低温度800-1100℃和较高压强3—5GPa下尝试进行了纳米透明陶瓷的制备，得到了平均粒径约为50—75nm的MgAl2O4纳米透明陶瓷，发现烧结陶瓷的最佳温度为1000℃，最佳压力为4GPa．样品的密度直接决定样品的透明度，粉体的性质对透明度也有很大的影响，透明陶瓷的纳米化使其在光学透过率方面具有独特优势．     

激光烧结快速制备自由形状纳米块体材料的试验研究

基于选区激光烧结快速成形技术，以纳米Al2O3粉体材料为研究对象，进行了自由形状纳米块体材料制备的研究。研究结果表明，在适当的工艺参数下，可制备出任意形状的Al2O3块体材料，材料内部组织结构致密，晶粒尺寸保持在40nm以内。与其他烧结方法相比，激光烧结制备的纳米材料晶粒尺寸更为细小，组织结构更为致密。     

纳米陶瓷与纳米陶瓷粉末

八十年代中期发展起来的纳米陶瓷,使材料的超塑性、强度大为提高,对材料的电学、热学、磁学、光学性质产生重要影响,为材料的利用开拓了一个崭新的领域,已成为材料科学研究的热点之一．本文对纳米陶瓷的烧结与性能、纳米陶瓷粉体的制备及性能表征作了简要的综述．     

粒径及成型压力对α氧化铝粉体烧结行为的影响

以D50为0.171μm和0.432μm的α氧化铝粉为原料,采用不同的成型压力制得生坯,并在1450℃进行烧结,研究了粉体粒径和成型压力对α氧化铝粉体烧结行为的影响.D50为0.432μm的粉体,烧结活性较差,成型压力从100 MPa提升到300 MPa,生坯相对密度从54.1%增加到56.6%,烧结体相对密度从93.2%增加到94.9%.D50为0.171μm的粉体,烧结活性较好,成型压力从100 MPa提升到300 MPa,生坯相对密度从51.3%增加到53.8%,但烧结体密度始终在98.6%~98.8%之间,并未产生大的变化.结果表明,提升成型压力对Al2O3粉体烧结行为影响有限,减小粉体粒径、提高粉体烧结活性,才是提高Al2O3陶瓷密度、降低烧结温度的关键.     

表面改性短切炭纤维增强聚四氟乙烯成型工艺的研究

根据聚四氟乙烯树脂的特性, 采用冷压成型和烧结固化相结合的方法,系统地研究了表面改性短切炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料成型过程中,压制压力、压制时间、加压速率、升温速率、烧结时间和制品的冷却速率等工 艺条件对材料性能的影响。结果表明：该成型工艺可有效地克服其它成型工艺所制复合材料的各向异性, 是短切炭纤维增强聚四氟乙烯复合材料的一种好方法。     

纳米陶瓷粉体的制备

纳米陶瓷是一种新型纳米材料,是现代陶瓷技术发展的最新领域。纳米陶瓷具有一些普通陶瓷所没有的优越性,如高硬度、高韧性、低温超塑性、易加工性等。为了使纳米陶瓷具有优良的性能,必须要有高纯度、化学组成均匀、颗粒大小能满足要求且粒度分布较窄的纳米陶瓷粉体作为原料。本文中主要介绍了纳米陶瓷粉体的制备方法:固相法、液相法和气相法,并分析比较了不同方法的优点与不足。     

TiO2电容-压敏陶瓷制备工艺研究进展

TiO2电容-压敏陶瓷非线性伏安特性和介电性能优良，具有吸收高频噪声和过电压保护的功能。综述了TiO2电容-压敏陶瓷的粉体制备、成型、烧结工艺、烧成制度以及烧结气氛等工艺过程的研究现状，并对其进行了展望。     

粉末冶金TiAl金属间化合物的研究进展

从粉末制备、成形、烧结、热处理等方面综述了粉末冶金方法制备TiAl金属间化合物的最新进展.着重评述了粉末冶金TiAl基合金的几种烧结工艺,其中包括热等静压、自蔓延高温合成、粉末注射成形、放电等离子烧结等,同时论述了上述各方法的优势以及局限性,并指出了今后的研究方向.