陶瓷及其超塑性——Ⅰ．结构陶瓷简介

结构陶瓷可分为氧化物陶瓷、氮化物陶瓷和碳化物陶瓷,它们均具有低的密度、高的耐磨性及抗高温冲蚀特性,是一类可在苛刻环境下服役的材料．本文对其组元构成、晶体结构、性能特点及近期研究进展和应用等诸方面做了综述．     

结构陶瓷及其超塑性II.陶瓷材料的超塑性

得到广泛应用的结构陶瓷的另一特点是塑性差,难以进行塑性加工.因此对其超塑性的研究便成为国内外竞相研发的热点之一.针对Y2O3部分稳定四方ZrO2(Y-TZP),Al2O3,Si3N4和SiC等结构陶瓷,分别就其拉伸(压缩)宏观力学实验.微观物理机理、晶体结构和添加物对超塑变形的影响,以及对其进行的力学测量结果和研究进展进行了综述.     

结构陶瓷及其超塑性——Ⅱ．陶瓷材料的超塑性

得到广泛应用的结构陶瓷的另一特点是塑性差，难以进行塑性加工．因此对其超塑性的研究便成为国内外竞相研发的热点之一．针对Y2O3部分稳定四方ZrO2（YTZP），Al2O3，Si3N4和SiC等结构陶瓷，分别就其拉伸（压缩）宏观力学实验、微观物理机理、晶体结构和添加物对超塑变形的影响，以及对其进行的力学测量结果和研究进展进行了综述．     

等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层微观结构研究

采用等离子喷涂方法２１Ｃｒ－６Ｎｉ－９Ｍｎ奥氏体不锈钢表面喷涂不同成分的氧化铝陶瓷涂层,并对其微观结构进行了分析。结果表明,等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层与基体为机械结合,涂层中存在大量气孔且元素分布不均匀,其主要相为γ－Ａｌ２Ｏ３。     

激光熔覆Si3N4陶瓷层的微观结构研究

介绍了用横流式ＣＯ２激光器在Ｘ６０ＣｒＭｎＭｏＶＮｂＮ２１１０钢表面熔覆Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的方法。用透射电镜和光学显微镜熔覆层内相组成及界面结构。结果表明，熔覆层内Ｓｉ３Ｎ４或ＷＣ颗粒与粘结相Ｃｏ形成包裹结构，各相结合致密，且与基材形成了冶金结合。其主要组成相为α－Ｓｉ３Ｎ４，β－Ｓｉ３Ｎ４，ＷＣ和Ｃｏ，Ｓｉ３Ｎ４在α→β相转变时，形成非周期性的反相畴结构。性能测定指出，熔覆层具有较高的硬度（１６００     

球磨诱发AlN陶瓷微观结构的演变

通过球磨可以极大地细化AlN陶瓷的晶粒尺寸,透射电镜（TEM）观察的结果表明,经过40h的球磨后,晶粒尺寸由原始的40μm减小到30-200nm,高分辨电镜（HREM）观察表明,球磨过程中在大晶粒内形成了高密度的位错和很高的微应变,晶粒细化是一个通过位错产生,运行和重排蛤使大晶粒分解为亚晶粒的塑性变形过程,在晶粒细化的同时,在磨球的剧烈作用下,AlN颗粒表面层晶格发生重畸变,甚至失去其固有结构特征。     

炭化温度对木质陶瓷性能和结构的影响

以烟杆和热固性酚醛树脂为原料制备了木质陶瓷,研究了炭化温度对木质陶瓷失重率、体积收缩率、表观密度、开口气孔率和体积电阻率的影响,并通过扫描电镜、激光喇曼光谱和X射线衍射技术对木质陶瓷的微观结构进行了表征与研究.结果表明,木质陶瓷是一种由烟杆生成的无定形炭和酚醛树脂生成的玻璃炭组成的多孔复合炭材料;炭化温度越高,失重率和体积收缩率越大,体积电阻率越小,表观密度和开口气孔率则在973K出现转折点;炭化温度的升高使木质陶瓷中石墨微晶平均层间距d002减小,堆积厚度Lc增加,微晶直径La在973K之后增加;而木质陶瓷的激光喇曼谱图中只出现表征无序结构的D线和表征石墨结构的G线,并且表征无序化度的R值随着炭化温度的升高以973K为分界点先增加后减小;试样在973K之前主要是进行热解反应,之后则是木质陶瓷结构的重排及有序化过程.     

纳米3Y-TZP 陶瓷薄板超塑性成形研究

采用化学沉淀法制备了纳米级3Y－TZP粉体，制得了粒径尺寸为8－16nm，少团聚的粉体。热压烧结得到相对密度为97％，晶料尺寸为100nm－250nm的3Y－TZP陶瓷片。通过研究成形温度对成形性能的影响，最终采有超塑成形工艺制了半球形陶瓷零件。     

CaF2助剂放电等离子烧结透明AIN陶瓷的微观结构和光学性能

采用放电等离子烧结技术，添加质量分数为3％的CaF2作为烧结助剂，制备了透明氮化铝（AIN）陶瓷。样品在烧结温度1800℃，30MPa压力下保温15min，达到了99．5％的相对密度和52．7％的最大透过率。SEM、XRD、TEM和EDX结果表明，烧结体具有很高的致密度、纯度，良好的晶粒形貌和微观晶体结构，晶界和三角晶界处观察不到第二相的存在。CaF2的添加引入液相烧结，促进AIN晶粒的生长和烧结体的致密化，并且与AIN颗粒反应生成的氟化物和Ca-Al-O化合物能够从烧结体中逸出，进一步净化烧结体，是制备透明AIN陶瓷的有效助剂。放电等离子烧结技术具有烧结快速、烧结体致密度高的特点，是制备透明AIN陶瓷的有效方法。     

Sialon基陶瓷材料的研究进展及应用

Sialon基陶瓷材料因具有优异的性能，一直是材料科学领域关注的焦点，Sialon陶瓷的研究经历了从单相到复相的过程，本文详细论述了单相和复相Sialon陶瓷的种类、结构特征、制备方法，对各种Sialon陶瓷的性能特点进行了分析对比。结合Sialon陶瓷的性能，全面介绍了其广泛的应用领域。最后阐述了其未来发展趋势。     

陶瓷与金属的连接方法及应用

陶瓷与金属组成的复合我件具有广阔的应用前景,而陶瓷与金属的连接技术是陶瓷工程应用的关键。本文综述了适用于陶瓷与金属连接的各种方法,重点介绍它们的原理,特点适用范围,最新进展及工程应用。     

氮化硅陶瓷材料的研究现状及其应用

综述了先进结构陶瓷材料在国内外的研究和应用现状 ,讨论了氮化硅陶瓷补强增韧的研究方法及发展方向 ,着重介绍了自韧氮化硅陶瓷的研究进展     

激光功率对激光熔覆WCP/Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响

研究了3种不同功率(1．8kW、2．2kW、2．6kW)对激光熔覆WCp／Ni基金属陶瓷涂层的组织与磨损性能的影响．选择合适的激光功率(2．2kW)，可以获得WCp均匀分布并与基体合金结合良好的WCp／Ni涂层．激光熔覆过程中WC颗粒与基体合金界面间发生了扩散反应溶解，导致未熔WC颗粒周围形成了块状的富W碳化物，功率较高时更加明显．激光熔覆WCp／Ni基涂层由未熔WC颗粒，块状或枝晶状的富W碳化物，杆状的富Cr碳化物以及其间的γ枝晶固溶体及其共晶组织所组成．不同激光功率下的WCp／Ni涂层的显微硬度与耐磨性均远高于Ni60涂层，其中2．2kW功率的WCp／Ni基涂层的显微硬度最高，耐磨性最好。     

陶瓷力学性能综合评价技术与分析软件

针对陶瓷材料的特性,在新方法研究和标准制订的基础上,编制了一个脆性材料力学性能评价软件.该软件可以方便地计算和评价陶瓷的各种力学性能,包括弯曲强度(三点,四点,双环,球环等)、球压法测局部强度和均匀性、弹性模量、硬度、位移敏感压痕、能量耗散和弹性恢复能力、断裂韧性、Weibull模数、陶瓷硬脆膜的弹性模量和具有强度评价、热应力计算、寿命预测、统计失效分析等功能.它可以更方便、更简捷、更精确的实现脆性材料的力学性能的检测和评价, 为材料设计和结构设计提供便利的工具.     

高强度结构钢的韧性启裂和稳态扩展

研究了具有一定韧度的高强度结构钢裂纹早期扩展阻力与材料的微观组织结构、应力状态、变形历史和应变特性之间的关系。结果表明:裂纹扩展阻力(指J_R阻力曲线中的J_i和dJ/da)主要决定于裂纹尖端的塑性约束程度和应力应变场中消耗的弹性能和塑性功。这与三轴应力状态函数σ_mσ~(1/2)有关。材料的流变曲线描述了形变过程中的变形历史和应变特性,有明显的阶段性,其中第Ⅱ阶段的变形历史和应变特性制约着裂纹的启裂过程,第Ⅲ阶段的变形历史和应变特性制约着裂纹的扩展过程。应变硬化率dσ/dε可以敏感地反映出材料内部的应力分布和微观断裂机制。     

DUCTILE CRACK INITIATION AND STEADY-STATE PROPAGATION OF HIGH STRENGTH STRUCTURAL STEEL

The resistance to crack propagation at earlier stage for a high strength structural steel withcertain ductility and its correlation to microstructures,stress states,deformation history andstrain characteristics have been investigated.The resistance to crack propagation is mainly de-termined by the plastic constrain ahead of the crack tip,the elastic energy and plastic workabsorbed in the stress-strain field.These are connected with the state function of triaxialstress.The deformation history and strain characteristic during deformation of material aredescribed by the flow line in which the deformation history and strain characteristic restrainthe crack initiation at stage Ⅱ and the crack propagation at stage Ⅲ.The strain hardeningrate may sensitively reflect the stress distribution and micro-fracture mechanism in the interi-or of material.     

可切削微晶玻璃的热处理与微观结构

论述了微晶玻璃常用的热处理晶化方法及机理,并以可切削微晶玻璃为例,对其常用两段晶化法与改进的一段晶化法工艺及微观结构和性能进行了讨论。     

可加工陶瓷结构件的设计优化研究

以云母微晶玻璃陶瓷为研究对象，通过模拟和分析，设计了一种金属热防护系统承力结构件，对可加工陶瓷的结构件进行了优化设计；对可加工陶瓷结构件在热、力载荷以及热力耦合下的陶瓷承力件的热流、温度以及应力的分布进行了分析。通过优化调整结构件的形状，最大应力值分别降低了14．8％和30．64％，最大热流值分别降低了7．65％和6．73％。分析表明，此种模拟方法，能够直观的考察结构件内部在各种载荷下的参数分布，并通过优化，可获得理想的结果。