放电等离子烧结石墨烯/3Y-TZP复合陶瓷结构及性能

采用放电等离子烧结制备了GNP(石墨烯)/3Y-TZP复合陶瓷材料。研究了石墨烯含量对GNP/3Y-TZP复合材料微观结构与性能的影响规律。结果表明,石墨烯经过高温高压烧结后仍保持原有结构,并且复合材料断口处有明显的石墨烯片层拔出;石墨烯增强相与氧化锆基体之间形成了适中的界面结合强度。当石墨烯含量增加至1%时,材料断裂韧性从7.4 MPa·m~(1/2)提高到8.6 MPa·m~(1/2);当石墨烯含量达到1.5%时,过多石墨烯导致复合陶瓷中孔隙增加,使复合材料韧性下降。对GNP/3Y-TZP复合材料进行老化试验表明,石墨烯引入可有效抑制GNP/3Y-TZP复合材料中四方氧化锆到单斜氧化锆的相变。     

新型溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2陶瓷涂层及其组织结构

采用新型溶胶-凝胶法,即在氧化铝溶胶中引入氧化锆陶瓷粉末制成复合浆料,在不锈钢表面制备了Al2O3-ZrO2陶瓷涂层,对涂层的显微组织、成分分布、相组成以及化学结构进行了研究.研究结果表明:该方法制备的涂层,厚度大大高于普通溶胶-凝胶法制备的涂层,涂层中形成了一种复杂的氧化铝网络结构,氧化锆颗粒被包覆在其中.最后,分析...     

陶瓷刀具材料的研究现状

文章重点综述了纳米陶瓷、梯度复相陶瓷、氧化锆陶瓷等多相复合陶瓷刀具材料的研究现状,全面分析了陶瓷刀具材料的颗粒弥散增韧补强、纤维(或晶须)增韧、相变增韧及多种机理协同增韧等机制的研究动态.     

烧结温度对振荡压力烧结工艺制备高性能氧化锆陶瓷的影响

采用新型振荡压力烧结技术制备了高性能氧化锆陶瓷,并系统研究了该工艺中烧结温度对于氧化锆陶瓷中致密度、晶粒尺寸、微观结构以及力学性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下,随着烧结温度的提高,氧化锆试样致密度变化不明显,但晶粒尺寸不断增加,试样表面均几乎无气孔。当目标温度达到1300℃时,氧化锆陶瓷的硬度和抗弯强度均最大,分别为16.6 GPa和1455 MPa。相比常压和热压烧结工艺,振荡压力的引入明显降低了氧化锆陶瓷的致密化温度,且获得了更高的力学强度和断裂可靠性。     

铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的研究

研究了在铝热自蔓延高温合成(SHS)反应中添加二氧化硅、镍、氧化锆、稀土等添加剂的作用,分析了复合陶瓷的显微组织、致密性和耐磨性能,总结了添加剂对铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的影响。     

铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的研究

研究了在铝热自蔓延高温合成（SHS）反应中添加二氧化硅、镍、氧化锆、稀土等添加剂的作用，分析了复合陶瓷的显微组织、致密性和耐磨性能，总结了添加剂对铝热自蔓延高温合成复合陶瓷组织和性能的影响。     

彩色氧化锆陶瓷的制备

以色料或着色化合物为着色剂，采用传统工艺制备了彩色氧化锆陶瓷，并研究了氧化锆、着色剂、烧结温度、助剂等对彩色氧化锆陶瓷颜色的影响。结果表明：用微米级ZrO2为原料，镨锆黄色料为着色剂，添加少量烧结助剂，可制得性能优良、颜色亮丽的浅黄色氧化锆陶瓷；用纳米级ZrO2为原料，偏钒酸铵或Cr2O3为着色剂，添加少量烧结助剂，可分别制得性能优良、颜色亮丽的深黄色或绿色氧化锆陶瓷。     

超声磨削氧化锆陶瓷表面相变与残余应力特征实验研究

针对氧化锆陶瓷的易相变特点,通过对ZTA陶瓷和纳米氧化锆陶瓷进行对比实验,研究了氧化锆陶瓷磨削表面相变特性,分析了磨削表面的残余应力特征.实验结果表明,亚稳态四方相氧化锆的含量以及磨削应力是诱发氧化锆陶瓷产生马氏体相变的主要因素;陶瓷磨削过程中,砂轮的磨削深度越大、磨粒粒径越大,在材料基体中产生的磨削应力越大,从而马氏体相变率增大;纳米氧化锆陶瓷磨削表面产生的残余压应力值大于ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷.通过分析磨削参数对残余应力的影响,验证了马氏体相变可在一定程度上促进残余压应力的产生,从而提高磨削表面的质量.     

精细陶瓷的来龙去脉

自19世纪,硅酸盐陶瓷作为一种工业材料,开始在生产中得到广泛应用.其中出现的“精品”陶瓷的第一个代表是氧化锆陶瓷,这种稳定的氧化锆陶瓷实际是一种耐高温抗氧化的复合氧化物.它是在1897年由一位物理化学家能斯特在纯的氧化锆中掺进了10%的纯氧化钇制成的.如果把这种陶瓷材料先加热到1000℃,然后再通上电,它就会产生一个奇迹——发出明亮的光芒.而且随着电流的提高,更是光芒四射瑰丽无比.它之所以被称为奇迹,是因为当时谁也没有想到陶瓷能发光.由于氧化锆这种能发光的陶瓷的出现,人们终于找到了梦寐以求的灯丝材料.于是陶瓷灯丝应运而生,竟也名噪一时.     

TC4钛合金微弧氧化-溶胶凝胶复合涂层的制备及其抗高温氧化性能

为了提高钛合金的使用温度,设计并制备了一种微弧氧化(MAO)-氧化钇稳定氧化锆(YSZ)的陶瓷复合涂层。采用微弧氧化(MAO)技术在TC4钛合金基体表面原位生长出一层氧化铝陶瓷层(TM涂层),然后采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)在MAO层的基础上制备低导热系数的钇稳定氧化锆(YSZ)涂层,最终制备出MAO-YSZ复合涂层(TMY复合涂层)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析涂层的相结构、组织形貌和成分,并测定了TC4、TM涂层以及TMY复合涂层在700℃下的氧化动力学曲线。结果表明:TMY复合涂层外层以ZrO2为主,内层主要为Al2O3。具有TMY复合涂层的钛合金在700℃下氧化100h后其氧化增重仅为无涂层钛合金的14%,说明TMY复合涂层可以显著提高钛合金的抗高温氧化性能与使用温度。     

涂层用Al2O3-ZrO2复合浆料的制备

为了在金属表面制备良好的陶瓷涂层,以异丙醇铝、硝酸、蒸馏水为原料制作了铝溶胶,在铝溶胶中加入氧化锆,制成涂层用复合浆料。采用DTA,XRD和沉降实验等方法对复合浆料进行了分析,结果表明:溶胶制备时应控制pH为2;异丙醇铝和蒸馏水的摩尔比为1∶80;复合浆料中氧化锆的合适配比为85%~90%(体积分数);复合浆料的烧结温度为830℃。     

陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料的制备与分析

分别使用氧化铝和氧化锆陶瓷空心球作为孔隙占位材料,采用传统的重力铸造技术成功制备了陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料薄板试样。借助扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析复合材料中微观结构、界面特征和元素分布,采用万能压力试验机进行吸能性能分析。结果表明:复合泡沫钛中陶瓷空心球形态完整,且在空心球与钛合金之间界面清晰,未发现明显的过渡层;对陶瓷空心球/钛合金复合泡沫材料进行压缩试验,变形阶段依次为弹性应变阶段、屈服平稳阶段和密实化阶段,具备良好的吸能特性。     

ZrO2/Al2O3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。     

氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金的金基钎焊研究

采用Au-Cu-Pt合金钎料带,对氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金进行了钎焊研究,探讨了钎焊温度和保温时间对接头强度的影响,并分析了氧化锆陶瓷与4J28合金的界面结合情况。结果表明,氧化锆陶瓷与Kovar 4J28合金在1040℃保温20 min焊接,得到的焊接器件能够承受最大的剪切强度为85 MPa;在压力差为60 k Pa时,封接器件不泄漏。     

化学镀钴-磷-氧化锆复合镀层的研究

采用化学镀法制备钴-磷-氧化锆复合镀层，并研究了PH值、温度、氧化锆的加入量、氧化锆的粒度和后处理等制备工艺条件对沉积速率、镀层的空隙率、硬度争性能的影响。试验结果表明，制备钴-磷-氧化锆复合镀层的最佳工艺条件为85℃-90℃、PH值9左右，采用空气搅拌或电磁射觉拌。加入细的ZrO2颗粒不仅可以细化镀层的组织结构，而且还可以提高镀层硬度等性能。所获得的复合镀层经400℃热处理后，显微硬度还可进一步提高。     

放电等离子烧结氧化锆陶瓷的工艺优化及性能

采用放电等离子烧结制备了氧化锆陶瓷,利用正交试验方法优化了烧结工艺参数,研究了烧结温度、时间、压力等工艺参数对其组织和性能的影响。结果表明,影响氧化锆陶瓷强韧性能的主要因素是烧结温度,其次是烧结时间;最佳放电等离子烧结工艺参数为烧结温度1400 ℃、烧结时间5 min、烧结压力15 MPa;经最佳SPS工艺烧结后的氧化锆陶瓷,其组织为均匀单一的四方相氧化锆,致密度为95.9%、硬度1332 HV0.5、断裂韧性为5.18 MPa·m^0..5。     

氧化铈稳定的氧化锆纳米复合陶瓷问世

在氧化锆（ZrO2）基陶瓷中，部分稳定氧化锆（YSZ）在室温和中温下显示出优良的韧性和强度．为控制ZrO2陶瓷相组成，保留大量四方或立方相，须使用Y2O3作稳定剂．YSZ中含有稳定的单斜和立方相、亚稳的四方相，抗奇强度达900MPa—1000MPa，是制造刀具、挤压模和咳喘的上佳工程陶瓷．1998年本松下电器公司与大阪大学联合开发了一种采用林作稳定剂的ZrO2－CeO2复合陶瓷．通过优化烧成温度和混合比，已能批量生产高强度、高硬度复合陶瓷，用于代管由YSZ制造的可转换叶片．与YSZ相比，其断裂动性为前者的3倍，切割速度为前者的1．5佰…     

微结构砂轮对不同陶瓷的磨削性能

基于阵列微孔的微结构砂轮和普通砂轮对氧化铝、氮化铝、氧化锆及氮化硅陶瓷材料的不同磨削性能,对比研究不同砂轮和不同陶瓷材料的磨削力、比磨削能、表面粗糙度及表面崩边特征。结果表明:相比普通砂轮,微结构砂轮提高了氧化铝、氮化铝及氧化锆陶瓷的磨削力和比磨削能,降低了表面粗糙度,而对氮化硅陶瓷的磨削力及表面粗糙度影响不明显;相比其他陶瓷,氮化硅陶瓷具有较高的磨削力和比磨削能。从磨削加工表面特征上看,氧化铝、氮化铝陶瓷以脆性去除方式为主,氧化锆以塑性去除为主,而氮化硅则兼具塑性和脆性去除特征;微结构砂轮加工表面崩边尺寸大于普通砂轮的崩边尺寸,氧化铝和氮化铝陶瓷的表面崩边尺寸明显大于氧化锆和氮化硅陶瓷的。      

石墨烯/氧化锆复相陶瓷的等离子活化烧结及其力学性能

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为分散剂制备不同石墨烯(GNPs)含量的GNPs/3Y-TZP复合粉体,并采用等离子活化烧结工艺制备系列GNPs/3Y-TZP复相陶瓷。研究了GNPs含量对复相陶瓷物相、显微结构的影响;建立了材料显微结构与其断裂韧性的相互关系,讨论了GNPs/3Y-TZP复相陶瓷的增强/增韧机制。结果表明:制备的GNPs/3Y-TZP复相陶瓷均为四方相;当烧结温度为1300℃、GNPs质量分数为0.01%时,其致密度高达99.4%,且GNPs分散均匀,同时断裂韧性达到最大15.3 MPa·m1/2,比3Y-TZP提高了61%,显微硬度为12.94 GPa。GNPs的均匀分散及与3Y-TZP晶粒的紧密结合使得穿晶断裂比例增大,石墨烯的晶粒细化、拔出、裂纹桥联及微裂纹最终促使3Y-TZP陶瓷的断裂韧性大幅提高。     

石墨烯粒径对Ni-Co-石墨烯复合镀层性能的影响

为了得到性能优异的复合镀层,在镀液中添加不同粒径的石墨烯,采用复合电沉积技术,制备了Ni-Co-石墨烯复合镀层。表征了镀层的表面形貌、相结构、显微硬度、耐磨性和耐蚀性能,并同Ni-Co合金对比。结果显示,石墨烯很好地嵌入到了镀层中,而且石墨烯的存在并没有改变镀层基质的晶体结构;添加石墨烯提高了复合镀层的显微硬度(HV),最高可达8050 MPa;降低了复合镀层的摩擦系数,在一定程度上减少了粘着磨损的面积;复合镀层的自腐蚀电流密度为1.0905×10~(-5 )A/cm~2,低于Ni-Co合金镀层的自腐蚀电流密度1.8298×10~(-5 )A/cm~2。石墨烯的添加提高了复合镀层的硬度,耐磨性和耐蚀性。