放电等离子烧结法制备牙科陶瓷的研究

采用放电等离子烧结(SPS)法制备长石类牙科陶瓷,研究了烧结工艺对其性能的影响。结果表明,在压力30MPa,烧结升温速度100℃/min,烧结温度1120-1300℃下,SPS能够实现长石瓷的高密度烧结,断裂韧性达到1.4MPa·m1/2以上。     

牙科长石瓷的可加工性研究

对放电等离子烧结技术（SPS）制备的样品和德国产品Vita Mark Ⅱ样品进行同条件的CAD／CAM加工，并对成型性、表面光洁度、咬合情况等进行对比。通过可加工指数指标对长石瓷的可切削性进行了评价，探讨了长石瓷可切削性的机理．结果表明，SPS制备的长石瓷具有良好的加工性，能够满足临床应用的要求。     

原料粉末碳、氧含量对无粘结相硬质合金性能的影响

采用放电等离子(spark plasma sintering,简称SPS)烧结制备出了无粘结相硬质合金材料,并结合XRD、SEM、金相显微镜等分析测试手段,研究了原料粉末中碳、氧含量对无粘结相硬质合金的微观组织和性能的影响。结果表明,原料粉末中游离碳含量过高会造成烧结体晶粒的显著长大,氧含量较高会降低烧结体的致密度,从而导致烧结体的性能变差;采用纯度较高的原始粉末时,维氏硬度达到2566kg.f/mm2,断裂韧性为6.2MPa/m1/2。另外,在500℃对原料粉末进行氢气预处理可以明显降低氧含量,在1700℃下可制备出相对密度达98.8%,维氏硬度为2731kg.f/mm2,断裂韧性为6.16MPa/m1/2的无粘结相硬质合金材料。     

片状氧化铝晶种加入量对氧化铝陶瓷组织和性能的影响

以片状氧化铝单晶颗粒为晶种,CaO-Al2O3-SiO2(CAS)为添加剂,采用无压烧结研究了晶种加入量对氧化铝陶瓷显微结构与性能的影响.研究发现,晶种和CAS的共同作用促进了长柱状晶粒的生长.长柱状晶粒的数量随着晶种数量的增加而增加,但当晶种加入量增加到60%(质量分数,下同)时,长柱状晶粒的数量虽然增加,但尺寸减小.晶种加入对氧化铝陶瓷相对密度和硬度影响不大,但断裂韧性随晶种量的增加呈现出先增后降的趋势.加入30%晶种时陶瓷的断裂韧性最高,达到6.5MPa*m1/2,比未加晶种的陶瓷提高了25%.     

常压烧结制备亚微米晶Al2O3陶瓷及其力学性能研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结法制备亚微米晶Al2O3陶瓷。研究了烧结温度、烧结助剂对Al2O3陶瓷的致密化过程、显微结构及力学性能的影响。结果表明:添加一定量的复合助剂MgO-Y2O3可起到促进Al2O3陶瓷致密化,细化显微结构,并改善其力学性能的作用。经1450℃常压烧结1h可获得相对密度达99.6%、平均晶粒尺寸约0.71μm的亚微米晶Al2O3陶瓷,其维氏硬度和断裂韧性分别为18.5GPa和4.6 MPa·m1/2。     

常压烧结制备亚微米晶Al2O3陶瓷及其力学性能研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结法制备亚微米晶Al2O3陶瓷。研究了烧结温度、烧结助剂对Al2O3陶瓷的致密化过程、显微结构及力学性能的影响。结果表明:添加一定量的复合助剂MgO-Y2O3可起到促进Al2O3陶瓷致密化,细化显微结构,并改善其力学性能的作用。经1450℃常压烧结1h可获得相对密度达99.6%、平均晶粒尺寸约0.71μm的亚微米晶Al2O3陶瓷,其维氏硬度和断裂韧性分别为18.5GPa和4.6 MPa·m1/2。     

压痕法在测量长石瓷断裂韧性中的应用

本文采用直接压痕法测定并计算了两种自制长石瓷和Vita MarkⅡ长石瓷的硬度和断裂韧性,采用Weibull分布的分析方法对比了材料韧性的差异。实验结果表明,对于长石类的陶瓷材料,利用直接压痕法小载荷测量断裂韧性KIC是一种行之有效的方法,具有方便、可靠和可比等优点。     

高能球磨结合无压烧结制备TiB2-TiC复相陶瓷

以用高能球磨方法制备的陶瓷粉体为原料,采用无压烧结技术制备了致密的TiB2-TiC复相陶瓷。结果表明,机械合金化过程对于控制TiB2-TiC复相陶瓷的显微结构和相组成有重要的影响,而且能促进TiB2和TiC两相间连续界面的形成;球磨48 h的粉体在1800℃烧结2 h后,可制备出相对密度为98.4%、抗弯强度为487 MPa、硬度值(HRA)为94.7、断裂韧性为5.83 MPa·m1/2的TiB2-TiC复相陶瓷。     

放电等离子超快速烧结 SiC-Al2O3纳米复相陶瓷

本文介绍用非均相沉淀法制备的纳米SiC-Al2O3复合粉体经放电等离子超快速烧结得到晶内型的纳米复相陶瓷,超快速烧结的升温速率为600℃/min,在烧结温度不保温,迅即在3min内冷却至600℃以下.与热压烧结相比,可降低烧结温度200℃以上.力学性能研究结果表明,在1450℃超快速烧结得到的纳米复相陶瓷的抗弯强度高达1000MPa,维氏硬度为 19GPa,断裂韧性也比Al2O3有所提高.TEM像显示纳米SiC颗粒大多分布在Al2O3母体晶粒内,而断裂表面的SEM像表明,穿晶断裂是其主要的断裂模式,这是所制备的纳米复相陶瓷力学性能大幅提高的主要原因.     

SHS／PHIP法制备Ti3AlC2陶瓷的力学性能

测试了用SHS/PHIP法制备出Ti3AlC2陶瓷的弯曲强度、断裂韧性、维氏硬度以及压缩性能.实验结果表明,用SHS/PHIP法制备出的Ti3AlC2陶瓷具有较高的室温弯曲强度(330.8MPa)、断裂韧性(5.7MPa·m1/2)和较低的维氏硬度(2·9GPa).Ti3AlC2陶瓷的室温变形抗力为823MPa,并且变形温度越高,变形抗力越小,塑性特征越明显.较低维氏硬度和良好的力学性能赋予了用SHS/PHIP法制备出Ti3AlC2陶瓷非常好的加工性能.