原位反应合成TiN／Al2O3复合材料

以Al和TiO2为初始原料，经高能球磨及热压烧结工艺，原位合成了TiN／Al2O3复合材料。利用DTA，XRD及SEM等方法结合热力学计算，研究了该粉体的高能球磨过程和球磨粉体在后续热处理中的物相形成及转化规律。同时研究了以高能球磨及热压烧结工艺所制备的复合材料的力学性能和显微结构。结果表明：在球磨过程中粉料吸附并溶解了N2气，在后续热处理中原位反应形成了Ti2AlN相，当温度升高到一定程度时分解形成TiN，这有助于材料的致密化并使其力学性能提高。球磨粉体在1300℃、30MPa、保温、保压60min热压烧结条件下，可得到性能优异的TiN/Al2O3复合材料，该材料的抗弯强度为850MPa，断裂韧性为5．7MPa·m^1/2。     

多种氧化物原位反应制备的Al2O3/Al复合材料

提出了多种氧化物与Al原位反应制备陶瓷颗粒增强铝基复合材料的新方法，并通过3种反应体系CuO／Al，(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al制备了3种铝基复合材料。对原位反应过程进行了热力学分析。对复合材料的显微组织、硬度和力学性能进行了分析和研究。结果表明，多种氧化物与Al的原位反应能发生并自动进行下去，其反应状况良好。(CuO SiO2)／Al，(CuO SiO2 TiO2)／Al原位反应所获得的增强相颗粒分别是Al2O3和Al2O3 Al3Ti，增强相颗粒在复合材料中均匀分布，并且其所制得的复合材料的硬度与力学性能明显好于单一氧化物CuO所制得的复合材料。     

复相添加剂／3Y-TZP复合增韧氧化铝陶瓷的研究

利用复相添加剂和3Y-TZP的叠加作用，对氧化铝陶瓷的增韧机制和途径进行了研究。结果表明：复相添加剂有助于Al2O3／3Y-TZP复合材料中氧化铝晶粒的异向生长，其增韧效果与3Y-TZP产生了叠加效应。实验材料密度接近理论密度；抗弯强度556．35MPa；断裂韧性6．73MPa．m^1/2；综合力学性能明显提高。     

AlN-Al3Ti/ZL101原位复合材料力学性能研究

利用原位反应合成技术制备了AlN Al3 Ti/ZL10 1复合材料 ,分析了复合材料增强相Al3 Ti和AlN的微观组织 ,检测了该复合材料的常规力学性能 ,探讨了原位复合材料的增强和增韧机理。结果表明 :(1)无论是在铸态还是在热处理状态下 ,复合材料的强度和硬度都较基体ZL10 1基体材料的高 ;(2 )AlN Al3 Ti/ZL10 1原位复合材料增强增韧的主要原因是晶粒细化、增强相均匀分布及增强相与基体的协同变形能力强。     

铝合金表面氮和钛等离子体基离子注入改性层XPS研究

用XPS(X射线光电子能谱 )和GXRD(小掠射角X射线衍射 )研究了铝合金等离子体基离子注入氮再注入钛最后复合注入氮和钛改性层的成分分布及相结构 ,并用Gaussian Lorentzion峰位拟合方法分析了改性层中不同深度处各元素的化学态及其在相结构中的分布。结果表明 ,复合改性层的表层有较高浓度的氮和钛 ,次表层有较高浓度的钛及一定浓度的氮 ,铝 /钛界面有较宽的过渡区 ,基体中氮呈高斯分布。改性层主要由TiN ,TiO2 ,α Ti,TiAl3 ,Al2 O3 和AlN等组成 ,氮和氧还以固溶态的形式存在。最表层含有大量TiN及部分TiO2 ;次表层含有大量α Ti及许多TiN ;过渡层由TiO2 ,TiN ,TiAl3 ,Al2 O3 和AlN等组成 ;注氮层包括AlN ,Al2 O3 及α(Al)。各元素在相应相结构中的浓度分布与其成分深度分布基本相似。     

氧化铝陶瓷增韧的研究现状

Al2O3陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨损等优良特性，但韧性低一直是阻碍其进一步应用的重要原因。本文分别通过颗粒弥散相增韧、纤彬晶须增韧、相变增韧、复合增韧以及自增韧等方法对Al2O3陶瓷的增韧研究进行了分类叙述，总结了高韧性氧化铝陶瓷的制备、增韧机理、影响因素的研究进展。     

Al2O3基复相陶瓷共沉淀-水热法制备研究

用共沉淀-水热法制备Ni／ZrO2／Al2O3复相陶瓷粉体，并对烧结体的力学性能和显微形貌进行了讨论。复相粉体的表征采用高分辩透射电镜（HRTEM）和X射线衍射（XRD）等技术。结果表明：在1．4．丁二醇介质中300℃水热条件下自生压高压釜中反应12h成功制备了Ni／ZrO2／Al2O3复合陶瓷粉体，并且测得复相陶瓷体积密度和断裂韧性。通过场发射扫描电镜观察得到烧结体中t-ZrO2颗粒和Ni颗粒的平均尺寸。     

反应等离子喷涂TiN复相陶瓷涂层的研究

采用反应等离子喷涂技术制备了TiN复相涂层,并分析了复相涂层的组织及其性能.结果表明复相涂层主要由TiN相组成,并含有少量的钛的氧化物;复相涂层具有典型的层状组织结构,且层与层之间结合较好;复相涂层是由小于100 nm晶粒组成,属于纳米复合材料,因而复相涂层不仅具有高硬度,而且具有远优于Al2O3涂层的断裂韧性.与M2钢相比,复合涂层具有较高的耐磨性能.     

铝热还原氮化法制备TiN-Al2O3复合粉体

本文用Al作还原剂还原氮化TiO2制备了TiN—Al2O3复合粉体。通过对比不同温度下的含氮率和理论含氮率，可以判断反应进行的程度；通过XRD分析研究不同温度下的相变化；通过SEM、EDS分析观察晶粒的形貌和成分。研究结果发现，TiN在1100℃开始生成，1450℃TiN生成反应结束。SEM照片显示细小、不规则的TiN晶粒和多面体Al2O3晶粒相互交叉均匀分布，Al2O3晶粒尺寸10μm左右，TiN晶粒尺寸2μa左右。表明用此方法可以在比较低的温度下合成颗粒细小分散均匀的TiN-Al2O3复合粉体。     

Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能和微观组织的影响

把Al2O3添加到LiTaO3陶瓷中，研究了Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能的影响，通过制备Al2O3／LiTaO3复相陶瓷，对其微观结构和LiTaO3晶粒内的电畴结构进行了观察。研究结果表明：Al2O3的加入对LiTaO3陶瓷的烧结起到了烧结助剂的作用，随着Al2O3含量的提高，复相陶瓷试样的相对密度随之增大，实验中1300℃无压烧结制备的含有9％Al2O3（体积分数，下同）颗粒的Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的致密度最高，组织结构更为致密。在Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的LiTaO3晶粒中观察到了90°电畴。     

过渡族金属氮化物颗粒复合氮化硅氮化硅陶瓷刀具的特性

针对碳化物颗粒复合会导致氮化硅复合物材料相组成发生变化的缺点,对过渡族金属氮化物颗粒（主要是ＴｉＮ）增强氮化硅陶瓷刀具的优点进行了全面分析,分析表明,氮化物颗粒不仅比碳化物颗粒与氮化硅有更好的相容性,而且可以固溶烧结过程中气相里的碳和氧,因此会有效降低氮化硅基体的碳化,这为无惰性气氛保护烧结提供了可能,另外,氮化物颗粒的引入对提高复合材料火花放电加工性及耐磨性能亦有很大帮助。     

Calculation of Bulk Moduli of Carbon Nitride/metal Nitride Composites

ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＢｕｌｋＭｏｄｕｌｉｏｆＣａｒｂｏｎＮｉｔｒｉｄｅ／ｍｅｔａｌＮｉｔｒｉｄｅＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＨｏｕＱｉｎｇｒｕｎａｎｄＧａｏＪｕ（侯清润）（高炬）ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ,ＴｈｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｏ...     

高强度TiN-AlNp/Al-Si复合材料的制备

提出一种新型的熔体搅拌铸造工艺 ,解决了Al Si合金对 10 μm级以下高体积分数TiN ,AlN陶瓷的非真空无压浸润问题 ,并在此基础上成功制备了高强度低成本的TiN AlNp/Al Si复合材料。研究表明 ,细小TiN ,AlN颗粒在铝熔体中已经实现了润湿 ,平均尺寸在 2～ 3μm ,基本呈均匀分布 ,与基体结合良好。当TiN ,AlN的含量为10 % (体积分数 )时 ,复合材料的抗拉强度为 335MPa ,屈服强度为 2 40MPa ,延伸率为 2 .4%。     

Hydrothermal corrosion of TiAlN and CrN PVD films on stainless steel

Hydrothermal corrosion of thin TiAlN and CrN PVD films (of 3μm thickness) in 100 MPa water over a temperature range of 20-950 °C is compared to the behavior of TiN films over the same T-P conditions. Corrosion resistance increases in the sequence TiN → TiAlN → CrN. A FeTiO₃ (ilmenite) layer on the surface of the TiAlN film is almost chromium-free and provides protective properties up to 700 °C, whilst ülvospinel formation leads to spallation of oxide scale due to high level growth stresses. Formation of a very stable spinel scale on the surface of the CrN films provides long-term corrosion protection in 100 MPa water up to 800 °C. Nitride films on low-alloyed steel can substitute for expensive super alloy in wet air oxidation systems, with working temperatures up to 700 °C in the case of TiAlN, or 800 °C in the case of CrN coatings.     

氮化硅陶瓷刀具表面涂覆高硬耐磨氮化钛涂层研究

用高能量密度脉冲等离子体于室温下在氮化硅陶瓷刀具上成功沉积了高硬耐磨的氮化钛涂层。薄膜厚度用光学显微镜和俄歇电子能谱仪测定，薄膜元素和相组成与分布分别用俄歇电子能谱仪、X光电子能谱以及X光衍射仪测定，薄膜微观结构用扫描电镜观察，薄膜表面粗糙度用光学显微镜测定，薄膜力学性能由纳米压痕实验和纳米划痕实验确定，薄膜的磨损性能用上业条件下的切削实验评价。实验结果表明，在最优化条件下，涂层与基体的结合力很好，纳米划痕实验临界载荷达80mN以上；氮化钛涂层具有很高的硬度和杨氏模量，分别达28GPa和350GPa以上。涂层刀具用于HB达2200MPa—2300MPa的HT250钢切削实验表明，刀具耐磨损能力增强，寿命明显提高。     

先驱体浸渍裂解法制备三维编织石英纤维／氮化物复合材料

以裂解产物为Si3N4和BN混合物的聚硅硼氮烷（polyborosilazane，PSBZ）为先驱体，通过先驱体浸渍裂解（precursor infiltration and pyrolysis，PIP）工艺，制备了三维编织石英纤维增强Si3N4和BN混合物（3D SiO2f氮化物）复合材料。对材料的致密化、力学性能、热物理性能、微观形貌进行了分析和研究。因为先驱体与石英纤维浸润性好，陶瓷产率高，所以先驱体浸渍裂解法制备3D SiO2f/氮化物复合材料致密化较快。当浸渍一裂解4次后，材料的密度增加到1．71g／cm^3，其室温-200℃的热导率小于1．2W/m．K，而其弯曲强度、弹性模量分别为130．2MPa，22．6GPa，此时断口有明显的纤维拔出现象，呈非脆性断裂。     

TiSiN nanocomposite coatings by chemical vapor deposition in a fluidized bed reactor at atmospheric pressure (AP/FBR-CVD)

TiSiN nanocomposite coatings were deposited on stainless steel by chemical vapor deposition in a fluidized bed reactor at atmospheric pressure (AP/FBR-CVD) by reaction of TiCl₄ and SiCl₄ with NH₃ at 850 °C. Coatings were characterized by means of GD-OES, XPS and XRD. TiSiN coatings with a Si content of 9 at.% showed a hardness of 28 GPa (the hardness of TiN and SiN_x coatings was around 21 GPa) and a lower oxidation rate under dry air at 600 °C. Our results show for the first time that AP/FBR-CVD can be tuned for the deposition of nanocomposite ceramic coatings.     

氮化物材料中氮的测定

建立了以双铂电极作指示电极，于ＫＢｒ─Ｎａ２Ｂ４Ｏ７介质中，用Ｃａ（ＣｌＯ）２滴定测定Ａ１Ｎ、ＴｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ３Ｎ４／ＳｉＣ材料中氮的方法。本方法对于２０％－４０％的氮的测定，标准偏差小于０．２２％，可测定金属材料中０．０５％以上的氮。     

Laser ablation synthesis and characterization of nitride coatings

Thin film nitride coatings were deposited on Si (100) substrates by the pulsed laser deposition (PLD) technique. The PLD method is a unique process for depositing high quality thin films with novel microstructure and properties. Boron nitride (BN) films deposited on Si (100) substrates have a higher percentage of c-BN phases when processed in higher nitrogen partial pressure. Titanium nitride films deposited on Si (100) substrates at a higher temperature (600 °C) have better quality crystallinity and higher hardness and Young’s modulus values than films deposited at lower temperatures. Nanoindentation technique was used to measure the mechanical properties of thin films. The film orientation was determined by x-ray diffraction. Atomic force microscopy (AFM) technique was used to understand the growth structure of the films.     

可加工Si3N4／BN复相陶瓷的制备及性能研究

采用化学溶液法混料，然后用氢还原氮化法制备出具有包覆结构的Si3N4／BN纳米复合粉体，复合粉热压后获得较高强度，同时又具有良好加工性能的复相陶瓷。扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)分析表明：复相陶瓷中氮化硼以六方晶(h-BN)均匀分布于以α-Si3N4为基体相的晶界与晶内，并抑制α-Si3N4的晶粒长大使基体晶粒细化。良好加工性能的获得是由于h-BN易沿其层间解理以及h-BN与α-Si3N4两相由于热膨胀失配产生的弱界面易在剪切方向剥层所致。