配料Z值对常压烧结Sialon结构与性能的影响

由于Si6-zAlzOzN8-z（Z值变化范围为0－4．2）制备过程中物理、化学反应十分复杂，同时几乎没有可能制备单晶全致密Sialon材料，从而使Z值的精确控制十分困难。然而，大量研究表明，Z值对材料的结构和性能，如晶格常数、密度、硬度、断裂韧性、强度等有重要的影响，用Si3N4,Al2O3,AlN,Y2O3混合料以聚乙烯醇（PVA）为成型剂，用模压法成型，单位压制压力为78．5MPa，烧结在石墨电阻炉中进行，以Si3N4 Al2O3 AlN BN混合粉为烧结填料，工业氮气为保护气氛，制得了相对密度大于99％，抗弯强度为612．2MPa的Sialon陶瓷。结果表明：在一定实验条件下，Z为1和2的材料烧结致密化程度最好，强度随烧结坯密度增加呈指数增加，要获得高的强度，材料密度不能低于3．2g/cm^3；晶格常数a随Z值增加呈线性增加，c值随Z变化规律不明显，Z值为1－2的材料烧结性能最好。     

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。     

氮化硅-氧化镁-氧化钇陶瓷的常压烧结

采用常压烧结工艺制备了Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷材料,克服了热压工艺的缺陷。Y2O3的添加量对烧结陶瓷材料的致密化行为和机械性能有很大的影响。常压烧结Si3N4-MgO-Y2O3陶瓷材料,当氧化钇含量(质量分数)为4%~5%时,相对密度达99%,抗弯强度达950 MPa,断裂韧性7.5 MPa.m1/2。     

SiCN/Sialon复合材料的制备及微波介电性能研究

以AlN、Al2O3和Y2O3为添加剂，用无压烧结法制备了SiCN／Sialon复合材料。研究表明，在相同烧结条件下，随着纳米SiCN含量的增加，材料的烧结致密度下降。XRD结果表明，SiCN／Sialon复合材料由主晶相β—Sialon（Si3Al3O3N5）和极少量的SiO3、β—SiC组成。SEM研究表明，随着纳米SiCN含量的增加，材料中棒状的β—Sialon（Si3Al3O3N5）含量明显减少。抗弯强度研究表明，β—Sialon（Si3Al3O3N5）复合材料的抗弯强度随着纳米SiCN含量的升高而降低，从纯Sialon陶瓷的530MPa下降到含22．26％SiCN时的196MPa，其原因是由于随着纳米SiCN含量的增加，材料的致密度降低，β—Sialon（Si3Al3O3N5）含量减少所致。SiCN／Sialon复合材料复介电常数的实部和虚部均随纳米SiCN含量的升高而增大，但是低于预期值，其原因是由于长时间高温烧结时，纳米SiCN结构发生变化，其复介电常数的实部和虚部大幅度下降造成。     

碳化硼陶瓷的液相烧结试验研究

在烧结液相质量分数为0%~25%的Al2O3-Y2O3系中,烧结温度为1950℃,烧结时间为5h的条件下,研究了碳化硼陶瓷液相烧结的致密化过程和力学性能.结果表明,Al2O3和Y2O3的添加可明显地改进烧结性能,同时质量密度和力学性能也有明显提高.     

Si3N4-SiO2复合材料的制备及介电性能研究

以国产氮化硅、二氧化硅粉为原料，以氧化镁、氧化铝为烧结助荆，经干压成型后，在流动的高纯N2作为控制气氛的条件下，常压烧结出结构均匀，具有良好介电性能的Si3N4-SiO2复合材料。研究了原料、烧结温度、烧结助剂对材料介电性能的影响。结果表明：SiO2、MgO、Al2O3可促进坯体的烧结及致密，同时时材料的介电性能有较大的影响。当烧结温度低于1550℃时，随着烧结温度的升高，材料的介电常数趋于增大。当烧结温度高于1550℃时，随着温度的升高，材料中缺陷增加，相对密度降低，因此材料的介电常数趋于减小。     

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。     

常压烧结与微波烧结ZTA陶瓷性能

选择Al2 O3 -ZrO2 系统 ,采用微波烧结及常压烧结两种工艺 ,分别对ZTA陶瓷的力学性能和摩擦性能进行了测试比较 ,简单分析了影响ZTA陶瓷摩擦性能的主要因素 ,微波烧结使陶瓷的烧结温度降低 ,致密度提高 ,摩擦因数增大 ,磨损量减小     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al2O3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al_2O_3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

常压烧结与微波烧结ZTA陶瓷性能

选择Al2O3-ZrO2系统,采用微波烧结及常压烧结两种工艺,分别对ZTA陶瓷的力学性能和摩擦性能进行了测试比较,简单分析了影响ZIT陶瓷摩擦性能的主要因素,微波烧结使陶瓷的烧结温度降低,致密度提高,摩擦因数增大,磨损量减小。     

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.     

包覆法添加烧结助剂制备A12O3/SiCp复相陶瓷

通过包覆的方法将烧结助剂Y2 O3均匀地加入到陶瓷粉体中 ,用无压烧结制备Al2 O3-SiCp 复相陶瓷材料。在Al2 O3 SiC混合粉体上覆一层Y (OH) 3后 ,素坯结构均匀 ,且有利于提高素坯致密性。在较佳条件下 ,材料的相对密度和强度分别达到96 8%和 364MPa。     

注射成形SiC陶瓷的烧结温度及其力学性能分析

以SiC微粉为原料,Y2O3、Al2O3为复合烧结助剂,以多组元蜡原料为粘结剂,采用注射成形法及液相烧结法制备了SiC陶瓷,通过扫描电镜、透射电镜等测试分析了粉体及烧结试样的物相组成及显微结构.力学性能分析显示,在合适的注射成型及液相烧结工艺参数下,烧结样品可获得良好的综合物理性能,1 900℃烧结后材料结构致密,其密度可达3.24 g/cm3,相对密度为98.2%,维氏硬度达2 486.3 HV,断裂韧性达6.68 MPa·m1/2.     

Sialon陶瓷的无压烧结

以Si_3N_4、Al_2O_3和AlN为原料,Y_2O_3为烧结助剂,采用无压烧结制备Sialon陶瓷．对试样的体积收缩率、抗弯强度、洛氏硬度等力学性能进行测试,扫描电镜(SEM)观察表明,在无压烧结条件下,采用埋粉烧结并充N_2保护,烧结温度为1700℃,保温90min可得到Sialon陶瓷,其中成分为54%α-Si_3N_4 32%Al_2O_3 8%AlN 6%Y_2O_3的Sialon陶瓷,其抗弯强度为390．08MPa,硬度为92．5HRA,显微结构为明显的柱状晶．     

包覆法添加烧结助剂制备A12O3／SiCp复相陶瓷

通过包覆的方法将烧结助剂Y2O3均匀地加入到陶瓷粉体中,用无压烧结制备Al2O3-SiC。复相陶瓷材料。在A12O3／SiC混合粉体上覆一层Y(OH)3后,素坯结构均匀,且有利于提高素坯致密性。在较佳条件下,材料的相对密度和强度分别达到96.8％和364MPa。     

Y2O3对烧结镁砂致密性的影响

以辽南产菱镁石为原料,先将菱镁石在煅烧炉中900℃煅烧2 h,冷却后得到轻烧氧化镁,然后将轻烧氧化镁按细磨—成型—烧结的工艺流程制备出烧结镁砂.采用差热分析、红外光谱分析、阿基米德排水法、X射线衍射仪和扫描电镜对合成试样的性能和微观结构进行了分析.考察了不同氧化钇添加量对试样性能和显微结构的影响,分析了氧化钇对氧化镁致密性的影响机理.结果表明:氧化钇添加剂使烧结镁砂的体积密度得到了显著的提高,氧化钇添加量为0.5%时,烧结镁砂的体积密度达到了最大值3.41 g/cm3,由于氧化钇的加入,致使氧化镁的烧结过程存在液相烧结,从而促进了MgO的烧结,提高烧结镁砂的体积密度.Y2O3与原料中的杂质相SiO2进行了反应,并生成了少量的Y2Si2O7相,新相的形成,提高了烧结镁砂的m(CaO)/m(SiO2)比以及烧结镁砂的高温使用性能.     

硅酸锆陶瓷的制备与表征

以锆英石为原料、Y2O3为稳定剂,采用常压烧结工艺,制备了系列的硅酸锆陶瓷,并利用阿基米德法、维氏硬度法、XRD和SEM技术分别对硅酸锆陶瓷的密度、物相变化和显微结构进行了表征.结果表明,不同配比样品的密度随烧结温度的增加仅有较小幅度的增加,随着Y2O3添加量的增加样品维氏硬度先增大再减小,温度升高有助于硬度的提高,样品的物相均由ZrSiO4和稳定ZrO2组成,Y2O3添加量的增加促进了ZrSiO4的分解和稳定ZrO2的生成,气孔及稳定ZrO2的存在是影响材料密度的重要因素.     

原位生成Sialon增强Al2O3-SiC—C铁沟浇注料抗渣机理研究

采用静态坩埚法进行了Sialon增强Al2O3-SiC-C铁沟浇注料的抗渣实验。结果表明，该种铁沟料具有比传统铁沟料更优异的抗渣性能。通过X-射线衍射和SEM分析可知，其抗渣机理为：添加的Si3N4，Si与Al2O3发生原位反应生成Sialon，使材料内部结合更加紧密，并且生成的Sialon活性较高，氧化放出气体，阻止熔渣的渗入；其次，Sialon向熔渣中溶解，使熔渣成为含N的高硅玻璃，粘度增大；此外，Al2O3与熔渣的MgO反应生成MgAl2O4，形成一阻挡层，这也是Sialon增强Al2O3-SiC-C浇注料具有优异的抗渣渗透及侵蚀性能的重要原因．     

合成高活性Y2O3和Al2O3超细粉及Nd：YAG透明陶瓷

分别以Y（NO3）3和氨水、NH4Al（SO4）2.12H2O和碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法与碳酸铝铵分解法合成了高活性、平均粒径分别为39 nm和95 nm的Y2O3和Al2O3超细粉体.以Y2O3,Al2O3超细粉和商用Nd2O3粉体为原料,采用固相反应法,经1 700℃真空烧结15 h,制备了Nd：YAG透明陶瓷.含x（Nd）=1%的YAG陶瓷在可见光区最大透光率约为53%.对YAG陶瓷的烧结过程和显微组织研究表明,Nd的引入明显地促进了陶瓷的烧结,同时晶粒得到细化.