多孔铝基陶瓷型芯的制备及其性能

为了解决铝基陶瓷型芯难于烧结和不易脱芯的难题, 在样品中加入了一定量的SiO₂. 利用干压法制备了多孔氧化铝基陶瓷型芯样品, 研究了不同SiO₂的添加量、烧结温度和保温时间对样品性能的影响. 研究结果表明: 经1500℃烧结保温2 h和1600℃烧结降温2 h的样品, 其线收缩率变化不大. 经1700℃烧结保温2 h的样品, 由于SiO₂的挥发导致样品的气孔率升高, 抗弯强度明显降低. 经1500℃烧结保温2 h的样品综合性能最好, 当SiO₂添加量为10wt%时, 样品的线收缩率为1.1%, 抗弯强度为63 MPa, 气孔率为35.5%, 体积密度为2.29 g/cm³; 当保温时间≥4 h时, 其线收缩率、抗弯强度、气孔率和体积密度变化不大, 有望成为高温型芯的候选材料.     

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2Ox固体电解质材料敏感电学特性的研究

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2Ox(LSGM)粉体在1000-1500℃烧结4 h得到不同LSGM样品,对各样品进行了各项物理和电学特性测试。结果表明,样品的线收缩率和相对密度随烧结温度的升高而增加,1500℃烧结4 h的样品达到最大的线收缩率和相对密度,分别为24.8%和97%。1250-1500℃烧结4 h样品物相单一,结晶良好,1000℃烧结4 h的样品则存在较多杂相。各样品的电导率随测试温度升高而增大,1400℃烧结4 h的样品在各测试温度下都具有最大的电导率,800℃时,其电导率约为0.093 S/cm。在此研究基础上,采用丝网印刷技术制备了基于LSGM的小孔扩散型极限电流氧传感器,并测得其I-V特性曲线和时间响应特性。结果显示,该传感器的I-V曲线存在较好的极限电流平台,且极限电流和氧浓度之间存在良好的线性关系。响应和恢复时间较短,分别为10-15 s和15-20 s,重复性较好。     

Pb(Mg1/3Nb2/3)O3陶瓷高温反应烧结工艺的研究

运用均匀设计方法制定PMN反应烧结的试验方案,并对所得样品的烧结收缩率和相对密度等试验数据进行回归处理,同时利用在其他反应烧结条件下所得样品的试验数据对回归方程进行验证,回归方程具有较高的置信度.在1050℃以后利用反应烧结可得到高纯度的PMN陶瓷;保温时间对烧结收缩率和相对密度的影响远小于烧结温度的影响;在反应烧结过程中,烧结收缩率和相对密度的变化大致可分为三个阶段:1050℃以前和1100℃以后两个阶段变化均很平缓,1050℃～1100℃之间变化则较为急剧.温度达1200℃时,经过足够的保温时间可实现99%以上的相对密度.     

挤压Fe-25Cr-5Al金属蜂窝的烧结和组织结构研究

以纯铁粉、铬粉、铝粉为原料,采用粉体增塑挤压-烧结工艺制备Fe-25Cr-5Al金属蜂窝,研究不同的烧结温度和时间条件下烧结蜂窝的收缩率、表观密度和组织结构特征.研究表明,随烧结温度的升高,蜂窝的收缩率和表观密度增大,径向收缩率的范围为5.6%～12.3%,表观密度的范围为0.98～1.09g/cm3.在1250℃烧结时,随烧结时间的延长,蜂窝的收缩率和表观密度也随之增大,径向收缩率的范围为6.5%～12.1%,表观密度的范围为0.85～1.02g/cm3.烧结组织为Fe-Cr固溶体(α-Fe)基体,少量Fe-Al,Cr-Al间化合物及Cr2O3,Al2O3.     

液态硅树脂对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响

航空发动机上的叶片是航空发动机的"心脏"部件,叶片性能的好坏对航空发动机的性能起决定性作用。高性能空心叶片的制备对生产综合性能高的陶瓷型芯提出了更高的要求。以球形氧化铝粉末为基体材料,液态硅树脂为粘结剂,利用干压法制备陶瓷型芯素坯并使用管式电炉在空气气氛中烧结。系统研究了不同烧结温度和液态硅树脂含量对陶瓷型芯相组成、显微组织和烧结性能的影响。结果表明,添加液态硅树脂对陶瓷型芯抗弯强度、线性收缩率、显气孔率和体积密度影响显著。相同烧结温度下,陶瓷型芯样品线性收缩率和抗弯强度随液态硅树脂量的增大而增大,而显气孔率和体积密度则相应减小。当液态硅树脂质量分数为0.8%时,陶瓷型芯显气孔率和体积密度变化最为稳定,线性收缩率也能保证良好的尺寸精度;当烧结温度为1550℃时,抗弯强度达到最大值50.76 MPa。     

不同矿化剂对铝基陶瓷型芯性能的影响

研究了在不同烧结温度下不同矿化剂对氧化铝基陶瓷型芯性能的影响,通过收缩率、室温抗弯强度、高温挠度的测试以及XRD和SEM分析表明:烧结温度为1250～1450℃时,同样粒度配比的两种型芯收缩率均随烧结温度的升高而逐渐增大;随着烧结温度的升高只添加氧化硅的型芯的室温抗弯强度呈先升高后降低的趋势,在1400℃时达最大值,只添加氧化钇的型芯的室温抗弯强度则随烧结温度的升高不断增大;随着温度的升高,只添加氧化硅的型芯的高温挠度逐渐减小,而只添加氧化钇的型芯虽有少许钇铝石榴石生成,但其高温挠度仍很大,只出现了少许的波动。因此只添加氧化硅的型芯性能优于只添加氧化钇的型芯的性能。     

纳米ZnO对炻瓷砖烧结性能及相变的影响

以六偏磷酸钠在水相中分散纳米氧化锌,并将其添加到炻瓷砖原料中。研究了纳米ZnO的添加量对炻瓷砖的烧结温度、保温时间和烧结后性能的影响。结果表明,在瓷砖粉料中添加纳米氧化锌可显著降低炻瓷砖的烧结温度并缩短保温时间。通过对瓷砖吸水率、破坏强度及尺寸的测量,得出随纳米氧化锌添加量的增加,瓷砖吸水率显著降低,破坏强度升高,而瓷砖尺寸有明显的收缩,使得瓷砖结构致密化。最佳的实验条件是:烧结温度为1050℃,纳米氧化锌浓度为3%,烧结段保温时间为9min。通过对不同烧结温度下材料的相组成进行分析,发现添加纳米氧化锌促进了堇青石(Mg2Al4Si5O18)的分解或加合,促进了锌铝尖晶石(ZnO.Al2O3)和鳞石英的形成,且随着添加量增加,堇青石加合、锌铝尖晶石和鳞石英形成的温度降低,有利于炻瓷砖的烧结。     

无铅压电陶瓷K0.5Na0.5NbO3-BiFeO3的烧结工艺与压电性能研究

采用传统常压固相烧结工艺制备了掺杂0.8at%BiFeO₃(BF)的K_0.5Na_0.5NbO₃(KNN) 无铅压电陶瓷,着重研究了烧结温度与保温时间对陶瓷的晶体结构、相转变、致密度与压电、介电性能的影响. 研究结果表明, 所有陶瓷样品都为单一的钙钛矿结构, 烧结温度与保温时间对陶瓷样品的室温晶体结构与相转变温度几乎没有影响, 但对陶瓷的表面形貌、密度和压电性能有较大的影响. 当保温时间为3h,在1100℃至1150℃范围内, 随烧结温度的升高,陶瓷的压电常数d33、平面机电耦合系数Kp及机械品质因数Qm均一直升高, 介电损耗tanδ则显著降低. 当烧结温度为1150℃时, 随保温时间的增加, 陶瓷的压电性能先显著提高后基本保持不变. 1150℃保温2h烧结的陶瓷获得良好的性能：密度ρ=4.50g/cm³（致密度为95.63%）, d₃₃=132pC/N, K_p=45%, Q_m=333.73, tanδ=2.39%.     

甘蔗渣和环氧树脂制备碳木材陶瓷的研究

采用固体废弃物甘蔗渣为原料,与环氧树脂混合后真空烧结制备碳木材陶瓷。利用TG-DSC分析了木材陶瓷的热分解行为。利用XRD、SEM表征了木材陶瓷的相组成和微观结构,研究了碳化温度对木材陶瓷的残炭率、体积收缩率、平面尺寸收缩率、厚度收缩率和体积电阻率的影响。结果表明:甘蔗渣制备的木材陶瓷是一种多孔碳材料,随着碳化温度升高,石墨化程度提高;烧结温度每升高100℃,残炭率降低约1%～2%,体积收缩率升高0.5%～1%。平面尺寸和厚度收缩率与烧结温度正相关。体积电阻率随温度升高而降低。     

金矿尾矿制备烧结砖的力学性能

本研究以金矿尾矿为主料,黏土为辅料制备烧结砖,探究原料配比、成型水分及烧制工艺对尾矿烧结砖抗压强度、吸水率,体积密度和烧失重的影响.结果显示:烧结砖的抗压强度、烧失重和体积密度随黏土掺量、烧结时间和保温时间的增加而增大;吸水率随黏土掺量、烧结时间和保温时间的增加而减小;烧结砖吸水率、烧失重和体积密度随成型水分的增加而增大.在尽量利用金矿尾矿的前提下,制备的金矿尾矿烧结砖的最佳烧制参数为:金矿尾矿:黏土(质量比)为7:3、成型水分25％、烧结温度1000℃、保温时间2 h.在砖烧制过程中,随温度升高,砖坯中结合水、结构水及结晶水随之排出;原料中透长石、硫铁矿、蒙脱石和方解石发生分解,形成了赤铁矿和钙长石.     

烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷微观组织结构和性能的影响

通过氮气氛烧结制备了Ti(C, N)-WC-TaC-NbC-Co-Ni金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C, N)基金属陶瓷芯部和表面的微观组织结构及性能的影响。结果表明：Ti(C, N)基金属陶瓷表面在渗氮的作用下会形成富无环黑芯和黏结相层;随着烧结温度的升高,样品的平衡氮分解压力增大,渗氮作用减弱,表层富无环黑芯和黏结相层变薄;而随着保温时间的延长,表层富无环黑芯和黏结相层逐渐变厚,次表层缺黑芯越来越明显。随着烧结温度升高和保温时间延长,溶解再析出过程加剧,芯部Ti(C, N)黑芯体积分数减少,环相变厚且无环黑芯数量减少,硬质相晶粒尺寸增加。随着烧结温度的升高,合金硬度、钴磁和矫顽磁力逐渐减小,断裂韧性先增加后减小;随着保温时间的延长,硬度和断裂韧性均有先下降后升高的趋势,而钴磁和矫顽磁力逐渐增大。在1500 ℃保温40 min烧结的样品综合性能最好,维氏硬度达到1544 HV30,断裂韧性为9.0 MPa·m1/2,钴磁和矫顽磁力分别为4.74和9.42 kA/m。     

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.     

放电等离子烧结制备Ti(C,N)-Co金属陶瓷的组织和性能

采用放电等离子烧结方法制备了Ti(C,N)-Co金属陶瓷,研究了烧结温度和Co含量对TiCN基金属陶瓷力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1400℃~1700℃范围内,当Co含量为1%时,随着温度的升高,样品的密度、弯曲强度和硬度不断增大;当Co含量为5%时,随着温度的升高,样品的密度、弯曲强度、硬度呈现先上升后下降的趋势。随着Co含量的增加,TiCN-Co金属陶瓷烧结致密化所需温度降低。烧结温度为1600℃、Co含量为5%时,金属陶瓷试样具有较高的综合力学性能,分别为弯曲强度815MPa和硬度HV101505。     

铁基粉末冶金制件烧结时纳米铜在界面的作用

为研究微量纳米铜添加到铁基粉末冶金件中烧结时对粒界扩散的作用.试验选择添加0.5%纳米铜的铁基粉末,通过高能球磨混合压制成样品,分别在不同温度相同保温时间及相同温度不同保温时间进行烧结,将上述试样冲击产生断口,通过SEM观察断口上纳米铜形貌变化.结果表明,纳米铜在铁基粉末冶金制品烧结过程中,保温时间相同随烧结温度升高和在相同烧结温度下随保温时间的延长在界面上发生快速吸附、溶解和扩散,使其团聚长大,在较低温度溶解于铁基粉末颗粒表面,明显降低烧结温度,由传统的工艺温度1180℃降低到920℃.     

挤压410L不锈钢金属蜂窝的烧结和组织结构研究

本文采用粉体挤压-烧结工艺制备410L不锈钢金属蜂窝,研究不同的烧结温度和时间条件下烧结蜂窝的收缩率、表观密度和组织结构特征.研究表明,随烧结温度的升高,蜂窝的收缩率和表观密度增大,径向收缩率的变化范围为17%～22%,纵向收缩率的变化范围为11%～19%,表观密度的范围为1.7～2.3g/cm3.随烧结时间的延长,蜂窝的收缩率和表观密度也随之增大,径向收缩率的变化范围为20%～23%,纵向收缩率的变化范围为13%～18%,表观密度的范围为1.8～2.3g/cm3.烧结组织为Fe-Cr固溶体(α-Fe)及第二相颗粒(Fe,Cr)3C和(Fe,Cr)3Si,烧结温度为1235℃、时间为25min最佳.     

烧结温度对多孔道ITO材料结构的影响

采用固相法制备多孔道ITO材料,主要研究了ITO粉末成型压力为93MPa的素坯在不同烧结温度条件下的物相、显微组织、体积收缩率及孔道结构。研究结果表明,93MPa的素坯在600℃保温1h、1300℃保温3h工艺条件下所获得的ITO材料孔道结构较好,孔径较规则且分布均匀;随着烧结温度的升高,ITO材料体积收缩率变大,当温度超过1300℃后,ITO材料颗粒长大明显,导致该材料部分孔道弥合,不利于形成均匀分布的多孔道结构的气敏材料。     

原位反应结合多孔Si3N4陶瓷的制备及其介电性能

以氮化硅(Si₃N₄)和氧化铝(Al₂O₃)为起始原料, 利用原位反应结合技术制备Si₃N₄多孔陶瓷. 研究烧结温度和保温时间对Si₃N₄多孔陶瓷的微观结构、力学性能以及介电性能的影响. 结果表明: 烧结温度在1350℃以下, 保温时间<4h时, 随着烧结温度的升高, 保温时间的延长, 样品的强度和介电常数增大; 但条件超出这个范围, 结果刚好相反; 物相分析表明多孔陶瓷主要由Si3N4和Al₂O₃以及Si₃N₄氧化生成的SiO₂(方石英)组成. 所制备的多孔Si₃N₄陶瓷的气孔率范围为25.34%～48.86%, 抗弯强度为34.77～127.85MPa, 介电常数为3.0～4.6, 介电损耗约为0.002.     

微波烧结多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的性能

用微波烧结法制备出多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷,研究了烧结温度、烧结时间及加热速度对生物陶瓷性能的影响.优化烧结工艺后,得到了平均晶粒尺寸约400 nm,气孔率约48%,强度为1.10 MPa的多孔β-TCP/HA双相陶瓷.用微波烧结方法可以制备出良好的多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷,其线收缩率和抗压强度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大.与常规马弗炉烧结相比,在多孔β-TCP/HA双相生物陶瓷的线收缩率和抗压强度相同的情况下,微波烧结温度降低了大约100℃,提高了烧结效率,降低了能耗.微波烧结钙磷生物陶瓷具有更好的生物活性.     

预烧结温度对注浆成型3Y-TZP齿科陶瓷可加工性的影响

基于注浆成型技术采用两次烧结法(预烧结—加工—最终烧结)制备3Y-TZP(3%(摩尔分数)Y2O3稳定ZrO2)齿科陶瓷材料,研究了预烧结温度对其收缩率、维氏硬度、断裂韧性和磨损量的影响,结合脆性指数和磨损量对其可加工性进行评价,并表征了最终烧结后3Y-TZP微观形貌和力学性能。结果表明,随着预烧结温度的提高,3Y-TZP的收缩率、维氏硬度和 断裂韧性均 增加,而单 位面积磨损 量下降;1250℃预烧结的3Y-TZP脆性指数为244.6,高速涡轮牙钻钻孔后边缘清晰、无崩裂现象;1500℃完全烧结后晶粒尺寸增大,维氏硬度为(9339.4±823.2)MPa,断裂韧性为(3.66±0.41)MPa·m1/2,可以满足齿科材料对力学性能的要求。     

铌酸锶钡陶瓷材料的制备及介电性能研究

以BaCO3，SrCO3和Nb205作为原料，采用高能球磨工艺制备SBN50陶瓷粉体。球磨后的粉体不经煅烧，直接压片成型，在1250～1350℃下保温1．5～12h可制备出SBN50陶瓷材料，并对此进行了X射线衍射分析、扫描电镜观察和性能测试。结果表明：球磨30h的粉体在1100℃时合成SBN50单相；随着烧结温度的升高和保温时间的延长，SBN50陶瓷的介电常数先增大后减小，晶粒大小呈有规律的变化。1300℃下保温3h制得的陶瓷样品介电常数最高（εmax=1447），居里温度（L）为130℃。