六铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料的制备及性能

以白云石和工业γ-Al2O3为原料,在不同烧结温度下制备了六铝酸钙/镁铝尖晶石复相材料。研究了Al2O3加入量和烧结温度对六铝酸钙/镁铝尖晶石复相相料的物相组成及性能的影响。结果表明:当Al2O3加入量为90.32%(质量分数)时,在1500,1550,1600℃和1650℃下均能够制备出无杂相六铝酸钙/尖晶石复相相料。随烧结温度提高,复相相料的体积密度和抗折强度先下降后提高,而显气孔率总是呈下降趋势。当烧结温度为1650℃时,所制备的复相材料的体积密度、显气孔率和弯曲强度分别为2.07g/cm3,48.78%和54.3MPa。     

ZrO2/Al2O3复相陶瓷的制备及性能研究

本文以工业用ZrO2和α-Al2O3微粉为原料,通过干压成型和常压烧结工艺制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷.通过检测复相陶瓷的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、烧后线变化率和热震稳定性,研究不同α-Al2O3微粉加入量及添加剂Y2O3对ZrO2/Al2O3复相陶瓷烧结性能、常温强度、热震稳定性及微观结构的影响,并通过SEM方法对烧后试样的微观结构进行表征.结果表明:系统配料中加入Al2O3会降低ZrO2/Al2O3复相陶瓷的致密度,常温强度随着Al2O3加入量增大而呈现先增大后减小趋势,然而热震稳定性有一定程度改善.Y2O3作为一种助烧剂可以促进ZrO2/Al2O3复相陶瓷结构内晶粒长大,加入Y2O3有利于增强复相陶瓷的烧结性.     

纳米TiN-Al_2O_3基复相陶瓷的电学及力学性能

以纳米Al2O3和TiN为原料,以SiO2为助烧剂,热压烧结后获得TiN-Al2O3复相陶瓷。TiN-Al2O3复相陶瓷具有较优异的力学性能:三点弯曲强度最高达到565.8MPa,断裂韧性在4～6MPa·m1/2之间。复相陶瓷中立方TiN均匀地分布在Al2O3基体中,TiN颗粒主要分布在Al2O3晶界处。当TiN颗粒的体积含量为5%时,TiN-Al2O3复相陶瓷的电阻率在1012～104Ω·cm范围内,其加载电压可达0.75kV/mm。     

BaNb_2O_6/Al_2O_3复相陶瓷的制备及力学性能

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相BaNb2O6引入到Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于1350℃制备BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:BaNb2O6与Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为10%(体积分数)时,1350℃无压烧结和热压烧结制备的BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

Fabrication and Mechanical Property of BaNb2O6/Al2O3 Composite Ceramics

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相 BaNb2O6引入到 Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于 1350 ℃制备 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明：BaNb2O6与 Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了 Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为 10%（体积分数）时,1350 ℃无压烧结和热压烧结制备的 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为 94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和 99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到 BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相 BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

Al2O3/Y-TZP复相陶瓷的力学性能及耐磨性

通过常压烧结制备了Al2O3/Y-TZP复相陶瓷,研究了Al2O3含量对材料力学性能及耐磨性的影响。体积分数为35%Al2O3的Al2O3/Y-TZP复相陶瓷具有相对高的韧性(12.5MPa·m1/2)和较低的磨损率(9.2×10-6mm3/(m·N))。     

Y-TZP/Al_2O_3/Mo纳米复合材料的制备及其力学性能

纳米复相陶瓷材料是目前最接近于产业化的纳米陶瓷材料,已成为国际研究热点。添加金属第二相有可能同时提高纳米复相陶瓷材料的力学和摩擦学性能。为此,在钇稳定多晶氧化锆(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals,Y–TZP)/Al2O3纳米陶瓷的基础上,用ZrO2–Y2O3–Al2O3纳米复合粉体和金属Mo粉采用热压烧结的方法成功制备了Y–TZP/Al2O3/Mo纳米陶瓷–金属复合材料。研究了Mo含量对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料结构主要由晶界型、晶内型和纳米–纳米型3种类型的混合型组成,这种结构使材料具有非常高的断裂韧性,在Mo的质量分数为60%时,断裂韧性可达20.8MPa·m1/2。     

利用铝厂废渣合成钛酸铝莫来石复相材料的研究

用铝型材厂废渣,高岭土和TiO2为主要原料固相烧结合成钛酸铝-莫来石复相材料.探讨不同原料配比对材料晶相及微观形貌的影响.采用X-射线衍射仪(X-Ray diffraction,XRD),扫描电镜(Scanning electron microscopy,SEM)及相关分析软件表征复相材料的晶相组成和显微结构.研究结果确定最佳的原料配比为:铝型材厂废渣:高岭土:TiO2(质量比,下同)为:68∶13∶19,此时复相材料的主要相组成为钛酸铝(Al2TiO5):60.8%,莫来石固溶体(Al4.544Si1.456 O9.36B):22.7%,扫描电镜观察结果显示Al2TiO5晶体呈自形状,而莫来石固溶体主要以柱状和针状产出,材料体积密度达到3.53 g/cm3,气孔率为9.8%,抗折强度为34.15 Mpa.     

Al_2O_3–SiC复相陶瓷的摩擦磨损特性

用真空热压工艺制备了Al2O3-SiC复相陶瓷.对热压烧结的纯Al2O3以及Al2O3-SiC复相陶瓷进行了摩擦磨损实验,研究了SiC添加量对复 相陶瓷摩擦磨损性能的影响.结果表明:在压力为25 MPa,1635℃热压烧结1h,当SiC的质量含量为5%时,Al2O3-SiC复相陶瓷的耐磨性最佳,虽摩擦系数最大(0.61,Al2O3则为0.46),但磨损率(WR)仪为5×10-4mm3/(N·m).Al2O3-SiC复合材料的磨损机理为脆性断裂引起的磨粒磨损,材料的 WR与断裂韧性(KIc)和Vickers硬度(Hv)的乘积(KIc1/2HV5/8)成反比.     

Mo含量对TiN-Al2O3复合材料性能和显微结构的影响

以纯度均为99%(质量分数)的Al2O3微粉、TiN微粉及Mo微粉为原料,采用机械复合法制样并在高温真空气氛下无压烧结制备了TiN- Al2O3复合材料.研究了不同Mo含量对TiN- Al2O3复合材料性能及显微结构的影响.结果表明:Mo主要分布在TiN颗粒之间,使难烧结的TiN颗粒连成针柱状聚集体,从而Al2O3基体得到增强,复合材料的韧性得到提高.在复合材料中Mo微粉加入从0增加到9vol%时,其断裂韧性从4.28 MPa·m1/2增大到7.59 MPa·m1/2.随着Mo含量的增加,材料的显微维氏硬度呈现先增大后减小的趋势,在6vol%Mo时达到最大值,为2078.33.