SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的制备与性能

通过热压烧结技术，ＳｉＣ、ＡｌＮ和Ｙ２Ｏ３粉末混合作在１９２０～２０５０℃、Ａｒ气氛下形成了致密的复相陶瓷．在室温下ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到６００ＭＰａ和７ＭＰａ·ｍ１／２以上运用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析致密样品的断裂裂纹、形貌和组成．ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷在１３７０℃氧化试验３０ｈ，其氧化产物为莫来石．     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化．８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化，１１００℃氧化．２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重．１２５０℃与１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３，１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３转化成莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２）结构．试样表面的氧化层均匀而且致密．     

碳化硅和氧化铝陶瓷的热等静压氮化

通过对无压烧结、热压烧结和热等静压烧结ＳＩＣ陶瓷以及热压烧结的ＳｉＣ粒子补强Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷（ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３）和ＳｉＣ粒子与ＳｉＣ晶须共同增强的Ａｌ２Ｏ３基复合材料（ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３）在氮气氛中进行高温氮化处理，成功地实现了这些材料的开口气孔表面裂纹的愈合。研究表明：热等静压氯化工艺可以显著提高ＳｉＣ和Ａｌ２Ｏ３陶瓷的抗弯强度，对断裂韧性也有较大的改善作用。对于热等静压烧结ＳｉＣ陶瓷，在１８５０℃和２００ＭＰａ氮气压力下氯化处理１小时后，其抗弯强度和断裂韧性分别由５８２ＭＰａ和５．７ＭＰａ·ｍ１／２提高到９０７ＭＰａ和８．４ＭＰａ·ｍ１／２；对于热压烧结的ＳｉＣｐ－Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷和ＳｉＣｐ－ＳｉＣｗ－Ａｌ２Ｏ３复合材料，在１７００℃和１５０ＭＰａ氮气压力下氮化处理１小时后，其室温抗弯强度分别由４６０和７０５ＭＰａ提高到８９５和１０３３ＭＰａ。     

Sic—AIN—Y2O3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的Ｓｉｃ－ＡＩＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化。８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化；１１００℃氧化２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重，１２５０℃和１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与ａ－Ａｌ２Ｏ３；１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳＩＯ２与ａ－Ａｌ２     

无压烧结SiC－AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结．在２１００℃Ａｒ气氛的条件下，通过ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ等分析手段测试样品的颗粒界面、断裂面和组成后发现，烧结过程中ＡｌＮ扩散并均匀地分市在整个坯体之中，ＳｉＣ颗粒在原位长大成无序排列的长５～８μｍ、宽为１μｍ的棒状晶体结构．ＳｉＣ－ＡｌＮ复相材料的断裂面呈现出拨出与撕裂二种效果，其抗弯强度和断裂韧性分别可达到４２０ＭＰａ和４．８３ＭＰａ．ｍ１／２     

助烧剂对热压Si3N4基陶瓷组织结构的影响

用ＸＲＤ，ＳＥＭ，ＴＥＭ分析了用Ｙ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３及Ｙ２Ｏ３＋ＡｌＮ做助烧剂的两种热压Ｓｉ３Ｎ４基陶瓷的组织结构，用ＥＤＸＡ分析了Ｓｉ，Ａｌ，Ｙ等元素的含量。结果表明，两种Ｓｉ３Ｎ４都是由长柱状β相组成；     

TiC／（Al2O3／Y—TZP）复相陶瓷的制备与性能

本文采用热压工艺制备ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３共同补强Ｙ－ＴＺＰ基复相陶瓷，研究了复相陶瓷的相组成。力学性能及显微结构，发现复相陶瓷的高温强度得到显著提高，１０００℃时，组成为３０ｖｏｌ％ＴｉＣ－（２５ｖｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３／１．８Ｙ－ＴＺＰ）复相陶冷饮 抗弯强度高达６１４ＭＰａ，ＴｉＣ颗粒补强机制在高温下发挥了重要作用。     

晶内型Al2O3—SiC纳米复合陶瓷的制备

研究了沉淀法制备Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的工艺过程，利用Ａｌ２Ｏ３从γ相到α相的蠕虫状生长过程，使大部分纳米ＳｉＣ颗粒位于Ａｌ２Ｏ３晶粒内，用沉淀法制得的、含有５ｖｏｌ％ＳｉＣ的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷，其强度为４６７ＭＰａ，韧性为４．７ＭＰａ．ｍ＾１／２，与一般的Ａｌ２Ｏ３陶瓷相比有较大的提高，显示了沉淀法制备Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的优点。     

TiC／（Al_2O_3／Y－TZP）复相陶瓷的制备与性能

本文采用热压工艺制备ＴｉＣ和Ａｌ_２Ｏ_３共同补强Ｙ－ＴＺＰ基复相陶瓷，研究了复相陶瓷的相组成、力学性能及显微结构．发现复相陶瓷的高温强度得到显著提高，１０００℃时，组成为３０ｖｏｌ％ＴｉＣ－（２５ｖｏｌ％Ａｌ２Ｏ３／１．８Ｙ－ＴＺＰ）复相陶瓷抗弯强度高达６１４ＭＰａ．ＴｉＣ颗粒补强机制在高温下发挥了重要作用．     

用Y2O3—Al2O3—SiO2—Si3N4钎料连接氮化硅复相陶瓷

研究了用Ｙ２Ｏ３－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｓｉ３Ｎ４,钎料对氮化硅复相陶瓷的连接。对连接界面进行了ＳＥＭ,ＥＰＭＡ和ＸＲＤ分析,接头强度随着保温时间,连接温度的增加而逐渐增加。在达到峰值后,连接强度逐渐降低,在ＹＡＳ钎料中添加氮化硅,可以降低接头界面的热应力,改善接头强度。     

燃烧合成AlN/ Y2O3陶瓷及致密化机理分析

采用ＳＨＳ工艺,在１００ＭＰａ的高压氮气下,制备了具有较高致密度的ＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３陶瓷,结果显示,Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３体系的ＳＨＳ过程中,当反应温度升至１７６０Ｃ时,Ｙ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成共晶液相Ｙ３ＡＩ３Ｏ１２,发生液相烧结。随着Ｙ２Ｏ３含量的增加,上烧结作用增强２,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性。Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性。     

（Y—ZrO2）—SiCw—Al2O3陶瓷复合材料的摩擦磨损

本文对Ａｌ２Ｏ３基陶瓷复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣｗ进行了干摩擦磨损试验，并运用了ＳＥＭ，ＴＥＭ和ＸＲＤ等手段对其显微结构、力学性能及它们与ＧＣｒ１５钢对摩时的摩擦磨损行为进行了系统分析，在此基础上深入探讨了ＳｉＣ面增韧补强作用对复俣材料的摩擦磨损性能的影响。     

添加CaF2—Y2O3的AlN陶瓷的显微结构及热导性质

本文探讨了影响添加ＣａＦ２－Ｙ２Ｏ３的ＡｌＮ陶瓷热导率的显微结构因素，利用ＸＲＤ、ＸＰＳ研究了伴随烧结过程的晶格畸变规律，确定了氧及杂质碳在ＡｌＮ晶格中的扩散行为，从而导致了晶胞的收缩和膨胀，ＴＥＭ和ＨＲＥＭ观察到类似转相区的面缺陷和不同于ＡｌＮ结构的微区，结果表明，除了晶粒内部的缺陷，第二相强烈地影响烧结体的热导率，挥发性第二相有助于提高热导率。     

添加Al2O3对SiC板粒／Y—TZP复合材料力学性能的影响

本以ＳｉＣ板粒、ＺｒＯＣｌ２·８Ｈ２Ｏ、ＡｌＣｌ３和Ｙ（ＭＯ）３为原料，利用共沉淀和热压烧结工艺，制备ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ和（含Ａｌ２Ｏ３）ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料。测试了材料的室温和高温力学性能。研究了添加Ａｌ２Ｏ３对ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＯ复合材料的影响。结果表明，ＳｉＣ板粒／Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ复合材料与Ｙ－ＴＺＰ陶瓷相比，其室温强度和韧性出现明显下降，高温强度也没有改善；     

AlN陶瓷衬底的SIMS和XRD测量

ＡｌＮ陶恣成分怀发对于ＡｌＮ的性能具有决定性作用，用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）和Ｘ射线衍（ＸＲＤ）对清华大学材料系电子封装用的ＡｌＮ陶瓷进行了研究。ＳＩＭＳ谱表明ＡｌＮ衬底中除Ａｌ，Ｎ以我有Ｃ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｙ等元素，其中有些是表面污染。衬底的ＳＩＭＳ深度分析表明样品Ｏ，Ｃａ，Ｙ信号都很强，且分布均匀，说明样口 含有Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ添加剂，ＡｌＮ样品的ＸＲＤ谱与ＡｌＮ的ＪＣＰＤＳ卡片对照，在测量范     

Si3N4陶瓷材料高温氧化层的分析

利用ＸＲＤ，ＥＰＭＡ，ＸＰＳ和ＳＥＭ的分析方法，研究了在１３００℃下氧化后Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料表面氧化层的组成的形貌，结果表明，Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料的表面氧化层是由方石英相和含有Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ等杂质的ＳｉＯ２质玻璃相所组成，其中ＳｉＯ２玻璃相听Ａｌ２Ｏ３，ＣａＯ等杂质的含量随氧化时间的增加而逐渐增加，同时在氧化层的内部都还存在部分Ｓｉ２Ｎ２Ｏ相。     

耐1300℃新型Ni-Fe-Cr-Al基高温合金抗氧化机理研究

对新型高温合金（３ＹＣ５２）的抗氧化机理进行了系统研究。结果表明，研制合金（３ＹＣ５２）具有的优异抗氧化性能在于高温下合金表面能形成致密保护层。扫描电镜（ＳＥＭ）、电子探针显微分析（ＥＰＭＡ）和Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）分析表明，１１００℃，合金氧化层的内层为Ｃｒ２Ｏ３，外层为Ａｌ２Ｏ３；１３００℃，合金氧化层为单一的Ａｌ２Ｏ３。差热分析（ＤＴＡ）研究表明（Ａｌ，Ｃｒ）２Ｏ３和α－Ａｌ２Ｏ３的形成分别在１０６０℃和１３５６℃达到最大值。当温度大于１１５０℃时，Ｃｒ２Ｏ３易剥落，因此随着时间的延长，最终留下致密的α－Ａｌ２Ｏ３保护层。     

添加CaF2—Y2O3的AIN试样在1300～1650℃之间的收缩率,相组成和微结构

使用ＣａＦ２－Ｙ２Ｏ３体系,研究了ＡｌＮ在１３００℃－１６５０℃之间的收缩率、相组成以及微结构的变化、发现,随温度升高,生成的Ｙ－Ａｌ－Ｏ化合物可以发生ＹＡＧ→ＹＡＰ→ＹＡＭ转变,其转变温度随ＣａＦ２添加量的增加而降低。添加ＣａＦ２－Ｙ２Ｏ３体系的ＡｌＮ试样在１５００℃时产生液相,液相为ＣａＹＡｌＯ４,但在低于１６５０℃的升温过程中,该液相对ＡｌＮ试样的收缩没有显著的促进作用。     

β‘—Sialon—AlN多型体陶瓷研究

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，研究了β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体自补强复相陶瓷、利用气压吉工艺制备了致密的β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体材料，研究结果表明，材料的主晶相是β－Ｓｉａｌｏｎ－１２Ｈ ＡｌＮ多型体，晶界由含Ｌａ－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ的玻璃相和微量的结晶相组成。     

LCMAS微晶玻璃／Y－TZP复相材料

本工作对ＬＣＭＡＳ微晶玻璃／Ｙ－ＴＺＰ复相材料在不同的烧结温度下所出现的晶相进行了研究，发现材料在烧结温度下，Ｙ－ＴＺＰ中的ＺｒＯ２与微晶玻璃中的ＳｉＯ２发生化学反应生成锆英石（ＺｒＯ２·ＳｉＯ２），少量Ｙ－ＴＺＰ的加入起不到相变增初作用．由于Ｙ－ＴＺＰ起到微晶玻璃晶核剂的作用，仍能使材料的抗折强度和断裂韧性得到大幅度的提高．当Ｙ－ＴＺＰ含量为９５ｗｔ％时，复相材料的抗折强度和断裂韧性分别为６３１ＭＰａ和８．４ＭＰａ．ｍ１／２．