TiO2—Al—B系反应烧结制备的复相陶瓷和原位Al基复合材料

采用反应烧结方法，利用ＴｉＯ２，Ａｌ和Ｂ粉末间的放热反应的较低的温度下制备Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２复相陶瓷和原位生长Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２弥散粒子增强Ａｌ复合，Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２复相陶瓷是密度ρ－０．８的多孔体，由尺寸小于２μｍ，在基体中呈现均匀分布，没有发现Ａｌ３Ｔｉ生成，这种原位Ａｌ基复合材料具有优于ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料的强度。     

致密TiC-Al2O3复合陶瓷材料的自蔓延高温合成

本文通过自蔓延高温合成结合准热等静压法制备出了致密度为９７．２％的ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３复合陶瓷,分析了合成产物的结构,组织和性能。结果表明,复合陶瓷由近乎球形的ＴｉＣ颗粒和不规则的Ａｌ２Ｏ３相组成,ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３之间的界面光滑。     

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。     

TiO_2－Al－B系反应烧结制备的复相陶瓷和原位Al基复合材料

采用反应烧结方法，利用ＴｉＯ２，Ａｌ和Ｂ粉末间的放热反应在较低的温度下制备Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２复相陶瓷和原位生长Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２弥散粒子增强Ａｌ复合材料Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２复相陶瓷是密度ρ～０．８的多孔体，由尺寸约１０μｍ的生长单元构成晶粒，在陶瓷中还含有少量的Ａｌ３Ｔｉ．Ａｌ基复合材料中原位形成的Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＢ２粒子尺寸小于２μｍ，在基体中呈现均匀分布，没有发现Ａｌ３Ｔｉ生成．这种原位Ａｌ基复合材料具有优于ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料的强度．     

TiB2和SiCW对Al2O3陶瓷材料高温摩擦磨损特性的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２ｏ３／ＴｉＢ２和Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ三处陶瓷材料在不同条件下的擦靡损特性。结果表明：三种陶瓷材料与硬质合金摩擦副的摩擦系数随温度温度的增加有不同的变化规律，摩擦表面的Ｘ射线衍射分析表明，摩擦系数的变化与陶瓷物膜的和结构有关，在高温下Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料摩擦表面形成了具有优良的高温润性的ＴｉＯ２氧化膜，因而ＴｉＢ２的加入明显改善了Ａｌ２Ｏ３陶瓷材料 摩擦磨损     

SiC_w／Al_2O_3－（Ti，W）C复相陶瓷的微观结构及其力学性能EI

本文对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ和ＳｉＣｗ－Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ的力学性能进行了分析对比，研究了热压工艺、ＳｉＣ晶须含量、晶须分散效果和晶须／基体的复合情况等对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ复相陶瓷力学性能的影响。从热膨胀系数失配角度分析和微观结构的观察证实，ＳｉＣ晶须及（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ固溶体对改善Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷力学性能的效果是显著的，ＳｉＣ_ｗ－Ａｌ_２Ｏ_３．（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ陶瓷材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。     

Al2O3—SiO2—TiO2复合陶瓷薄膜的制备与结构

本文利用Ｓｏｌ－Ｇｅｌ法制备了Ａｌ２Ｏ－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合陶瓷薄膜，讨论了主要内容是体系成分（Ａｌ：Ｓｉ：Ｔｉ摩尔比）对落膜制备过程及结构的影响。通过分步水解法可以得到稳定的Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－ＴｉＯ２复合溶胶，进而制备复合陶瓷薄膜。组分间的静电作用是溶胶凝结的原因。三组分中，Ｓｉ／Ｔｉ摩尔比是决定溶胶稳定性的主要因素。通过ＸＲＤ对薄膜的相组成进行了分析，表明复合薄膜由Ａｌ４Ｔｉ２ＳｉＯ１２     

Al2O3基陶瓷材料的摩擦磨损特性

研究了Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２和Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ在２５到９００℃时与硬质合金滑动摩擦时的摩擦磨损特性。结果表明：三种陶瓷与硬质合金摩擦副的磨擦系数随温度的变化规律不同，摩擦表面的Ｘ射线衍分析表明：摩擦系数的变化与陶瓷表面形成的氧化物膜的组成和结构有关。在高温下Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２的摩擦表面形成了具有优良的高温润滑性的ＴｉＯ２膜，即ＴｉＢ２明显地改善了Ａｌ２Ｏ３的摩擦磨损特性。     

SiC_w／Al_2O_3－（Ti，W）C复相陶瓷的微观结构及其力学性能

本文对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ和ＳｉＣｗ－Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ的力学性能进行了分析对比，研究了热压工艺、ＳｉＣ晶须含量、晶须分散效果和晶须／基体的复合情况等对Ａｌ_２Ｏ_３（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ复相陶瓷力学性能的影响。从热膨胀系数失配角度分析和微观结构的观察证实，ＳｉＣ晶须及（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ固溶体对改善Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷力学性能的效果是显著的，ＳｉＣ_ｗ－Ａｌ_２Ｏ_３．（Ｔｉ，Ｗ）Ｃ陶瓷材料的增韧机制主要是裂纹偏转和裂纹桥接。     

燃烧合成TiC-Al_2O_3/Fe梯度材料及其抗热震行为

采用自蔓延高温合成结合准热等静压（ＳＨＳ／ＰＨＩＰ）制备出了具有对称结构的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料,并对其抗热冲击及抗热疲劳行为进行了测试和分析·结果表明, ＳＨＳ／ＰＨＩＰ制备的 ＴｉＣ－Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ梯度材料具有预期的梯度式组成,在热冲击和热疲劳实验过程中均无梯度层间横向贯穿裂缝,克服了传统陶瓷／金属直接接合界面的热应力剥落．     

In-situ TiCP/Al Composites Prepared by TE/QP Method

1.IntroductionThermal explosion/quick pressure(TE/QP)tech-nique,a self-reaction process initiated and supported bythe chemical reaction heat between different elementsin a system,is an advanced method for synthesis ofmaterials[1~4].This technique was classified into twodifferent routes:self-propagating reaction synthesis andthermal explosion synthesis[5,6].The advantages of thistechnique are characterized as simple process,no spe-cial equipment requirement,economic energy,lower cost,high syn…     

The formation of TiC/Al2O3 microstructures by a self-propagating high-temperature synthesis reaction

The effect of processing variables on reaction rate and ceramic microstructure are examined for the self-propagating high-temperature synthesis reaction 3TiO₂+4Al+3C 3TiC+2Al₂O₃. Reaction controlling methods used are reactant particle size, the use of diluents (to lower the combustion temperature) and the use of reactant preheating (to increase the combustion temperature). The ceramic microstructure has an unusual laminar structure which is generally only observed during unstable combustion wave propagation.     

SHS—快速加压合成TiC,Al2O3／Al复合材料的工艺研究

利用SHS反应－快速加压的方法制备了Al2O3,TiC/Al复合材料,研究了在不同Al,Al2O3加入条件下燃烧反应的特征及制备的Al2O3,TiC/Al复合材料的相,组织特征,发现一定过量Al的存在对材料的致密化作用明显,在过量w(Al)为10％时,获得的材料相对密度达到97．5％,抗弯强度提高约20％。     

添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷材料力学性能和显微结构

采用热压工艺制备了添加固体润滑剂MoS2、BN、CaF2的Al2O3/TiC陶瓷材料,测量了其力学性能和分析了其显微结构.结果表明,添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷比未添加时的力学性能有大幅下降,其中Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料的力学性能最好,当CaF2含量为10%时,Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料的强度和硬度最高,分别达到了589MPa和HV1537;而添加BN的Al2O3/TiC陶瓷材料的力学性能最差.XRD衍射结果和微观结构显示,添加MoS2的Al2O3/TiC材料中的MoS2发生分解,基体中存在较多的气孔;添加BN的Al2O3/TiC材料中的BN与Al2O,反应生成AlN,造成大量裂纹的产生,致使材料的强度和硬度都大幅下降;Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料中的CaF2在烧结过程中没发生化学反应,复合材料晶粒大小均匀,基体组织成网状结构,有利于提高材料的强度.     

电场对TiO2-C-Al系燃烧合成过程的影响

以3TiO₂+3C+(4+x)Al反应体系为对象, 直接燃烧合成致密的TiC-Al₂O₃-Al复合材料。着重研究了电场对该体系燃烧合成过程的影响。结果表明: 外加电场的焦耳热效应可提高体系的绝热燃烧温度, 从而突破燃烧合成反应的热力学限制; 电场可改变体系的燃烧合成反应的模式; 随着电场强度的增加, 自蔓延燃烧温度和速度均提高, 而合成材料组织中Al₂O₃和TiC晶粒尺寸逐渐减小; 当体系中过余Al量x为14mol、 外加电场强度E为25V/cm时, 可直接燃烧合成相对致密性为92.5%的TiC-Al₂O₃-Al复合材料, 且合成的Al₂O₃和TiC晶粒尺寸细小(0.2~1.0μm), 在金属Al中分布均匀。      

超重力下燃烧合成大体积凝固态Al2O3/ZrO2（4Y）研究

通过在铝热剂中引入ZrO2(4Y)混合粉末,以超重力下燃烧合成方式,制备出Al2O3/ZrO2(4Y)自生复合陶瓷板材,并研究了复合陶瓷微观结构、生长机理与力学性能.XRD、SEM与EDS结果显示,Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷基体为亚微米t-ZrO2纤维成三角对称分布其上、取向各异的棒状共晶团,而Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷则以分布均匀的微米级t-ZrO2球晶为基体.Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷的强化归因于小尺寸共晶团边界及残余压应力增韧、相变增韧机制引发的高断裂韧性所致;同时,细小t-ZrO2球晶所具有的小尺寸缺陷及相变增韧与微裂纹增韧机制所引发的高断裂韧性也使Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷得以强化.     

定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷基复合材料研究现状

回顾了国内外在定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷基复合材料方面的研究成果,详细讨论了合金成分、外敷剂、温度和气氛以及预形体对其反应机理和显微结构的影响,指出了今后定向金属氧化法制备Al/Al2O3陶瓷材料的研究重点和发展方向.     

A developed method for producing in situ TiC/Al composites by using quick preheating treatment and ultrasonic vibration

Quick preheating treatment of Al–Ti–C was introduced in the fabrication of in situ TiC/Al metal matrix composites in our research. Al–Ti–C pellets were preheated in the furnace at 750 °C, in which the pure aluminum was melted. After adding the preheated pellets into the molten aluminum, the thermal explosion reaction of Al–Ti–C took place in a short time. In situ TiC particles synthesized in the pure molten aluminum were spherical in morphology and most of which were smaller than 1 μm in size. The synthesizing temperature of in situ TiC/Al composites was decreased significantly by using the quick preheating treatment, at least 150 °C lower than those used in the conventional methods. In addition, high-intensity ultrasonic vibration was applied into the melt to disperse TiC particle-reinforcement into the matrix and degas the melt as well. In situ TiC particles were distributed uniformly in the matrix, and the porosity in the composites was below 1% due to the effect of ultrasonic vibration. Furthermore, the microhardness test indicated that a homogeneous microstructure of in situ TiC/Al composite was obtained.     

保护气氛下反应烧结MoSi_2/Al_2O_3复合陶瓷

以金属Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用反应烧结法制备MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料,有效增强其室温韧性和强度,并揭示其电阻率随烧结温度变化规律。利用XRD和SEM分析不同温度烧结后MoSi_2/Al_2O_3复合材料试样的物相组成和微观结构;研究不同烧结温度下试样的力学和电学性能。结果表明:在氩气保护气氛下1 200℃时,MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料的各项性能较好,其显气孔率为20.7%,体积密度为4.8g/cm~3,断裂韧性值为9.72MPa·m1/2,电阻率为6.0×10~(-2)Ω·cm。所制备的MoSi_2/Al_2O_3陶瓷复合材料物相结构主要由Al_2O_3包覆MoSi_2形成的连续包覆相组成,组织结构均匀。烧结温度为1 200℃时,MoSi2导电相由弥散分布变成相互连接的网络状分布,且Al_2O_3包覆MoSi_2导电相的包覆层变薄,包裹的MoSi_2颗粒之间易于突破包覆相而互相连通,有助于降低电阻率。     

基于高温熔凝法Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷显微组织演变规律

作为超高温结构材料,共晶氧化物陶瓷的力学性能和显微组织密切相关。采用高温熔凝法制备Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷体,研究熔体温度和结晶种子对凝固组织影响规律,运用经典形核机制和Jackson-Hunt共晶生长模型探讨了凝固组织的演变机理。研究表明,随着熔体温度升高(1750~2000℃),凝固体物相组成从α-Al_2O_3,c-ZrO_2和YAG转变为α-Al_2O_3,c-ZrO_2和亚稳相YAP。凝固组织依次经历:非共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG、不规则共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG、纳米纤维状共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG和复杂粗大的亚稳复合陶瓷Al_2O_3/ZrO_2/YAP。分析表明,凝固组织的演变源于异质晶核点不断钝化导致形核过冷度和凝固路径改变,所以合理选择熔体温度和结晶种子是共晶组织调控的关键。