陶瓷材料的力学性能评价新方法

论述了结构陶瓷材料的非破坏性测试和力学性能评价新技术的系列新技术。包括材料表面局部强度的非破坏性测试，位移敏感压痕技术和痕迹预测。这些新方法可以对服役中的陶瓷材料和部件进行在线测试和可靠性预测，为脆性陶瓷的工程应用和安全检测提供了一种简易的评价手段。     

陶瓷涂层的力学性能测试

机械损伤是否产生取决于损伤驱动力及损伤抗力,对于陶瓷层而言,区别同固体的是,其损伤驱支力及损伤抗力二者都与材料本身相关,二者都受涂民基体材料间的热学及力学匹配、涂层与基体材料的弹塑性性能、涂层的厚度及显微组织、以及涂层与基体界面的粗糙度等的影响。因此,涂层的热－机械行为的完整表征必须借助于基于破坏机制的损伤图地能完成,这种损伤图将相关参数有机对结合在一起,从而定出损伤安全区。而建立这种损伤图,必须     

热压烧结ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的组织与力学性能

以ZrC,SiC,石墨为原料,采用热压烧结法制备了ZrC-SiC-C_g三元复相陶瓷,研究了石墨及其用量对所制备陶瓷材料的微观结构和力学性能的影响.结果表明:石墨的加入有效地促进了ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的烧结,在添加约10%(体积分数, 下同)石墨时,密度达到最大.同时复相陶瓷表面随着石墨含量的增加,逐渐变得粗糙,即由于石墨与基体的结合较弱使材料表面出现剥落现象.力学性能分析表明,材料的抗弯强度在石墨含量小于10%时并未明显降低,其断裂韧性随着石墨量的增加呈现先增加后降低的趋势,当石墨含量为10%时,断裂韧性出现最大值4.29 MPa·m~(1/2).材料的断裂方式是沿晶和穿晶断裂相结合.     

热压烧结氮化硅陶瓷的力学性能研究

采用Y2O3-La2O3和LiF-MgO-SiO2 2组烧结助剂，通过短切碳纤维增韧的方法，热压烧结制备了氮化硅陶瓷，并对所得氮化硅陶瓷的相组成、微观结构和力学性能进行了分析和讨论。结果表明：长柱状β-Si3N4晶粒有利于提高材料的力学性能；加入纤维不仅不能使材料的抗弯强度提高，反而有所下降，其原因是在高温制备过程中，碳纤维与氧发生反应，在氮化硅陶瓷中产生的缺陷所致。但是加入碳纤维能够提高氮化硅陶瓷的断裂韧性，其原因是碳纤维与氧反应形成的缺陷，侄裂纹在断裂过程发生了偏转。     

无压烧结SiBON陶瓷的组织结构与力学性能

利用熔石英,六方氮化硼和氮化硅陶瓷粉末,通过冷等静压成型和在不同温度下进行无压烧结的方法制备了SiBON陶瓷复合材料,并对其进行了力学性能测试,分析了材料的物相组成与结构。实验结果表明:通过这种简单高效的工艺可以制得性能较好的SiBON陶瓷复合材料,且可通过控制材料组分和烧结温度调整材料的力学性能,其中,材料的致密度在67.3%～98.4%,抗弯强度为60～170 MPa,断裂韧性为0.8～2.1 MPa.m1/2,弹性模量为48～112 GPa。     

生物凝胶玻璃陶瓷的力学性能和生物学行为研究

采用溶胶凝胶自蔓延法制备了不同配比的SiO2-CaO-P2O5-MgO系生物活性玻璃粉,并通过压制烧结工艺制成块状玻璃陶瓷材料。研究了材料的组织结构、力学性能和在骨内种植试验中的生物学行为。结果表明：经过1100℃烧结热处理后,凝胶玻璃基体中析出（Ca,Mg）3（PO4）2晶体和MgSiO3晶体,其中,硅含量较高的样品中析出晶体的尺寸较大,具有较高的弯曲强度和断裂韧性值,分别可达172MPa和2．02MPa．m^1/2。两种材料植入动物体内后与骨组织接触良好,未见明显的炎症反应。其中硅含量较高的样品植入骨内仅3周即可在骨与材料接触面处生成大量新生血管和骨小梁,植入6周后即与骨融合,两者之间钙磷含量较高且连续,没有明显的界面,这些结果证明该材料具有良好的骨组织相容性,是一种较为理想的骨修复替代材料。     

着色氧化物对牙科3Y-TZP陶瓷结构及力学性能的影响

向3Y-TZP氧化锆粉体中添加Fe2O3、CeO2和Er2O3,经过冷等静压和常压烧结制备着色氧化锆陶瓷材料,测试其三点弯曲强度,并采用X射线衍射和扫描电镜分析显微结构特征。结果显示,在各种氧化物的添加范围内,着色后的3Y-TZP陶瓷相结构没有明显改变,主晶相为四方相氧化锆,有少量的单斜相氧化锆出现,没有发现其他物相的衍射峰。添加Fe2O3或CeO2的陶瓷与未着色的3Y-TZP陶瓷形貌相近,晶粒大小均匀,直径以0.5μm为主,添加Fe2O3和CeO2的陶瓷主要以穿晶断裂为主,Er2O3对3Y-TZP陶瓷显微结构的影响最大,添加Er2O3后氧化锆材料变得疏松多孔并有集聚现象。     

低温时效对两种牙科氧化锆陶瓷力学性能的影响

将牙科KAVO、TZ-3YS两种氧化锆在134 ℃, 0.2 MPa压力下进行时效处理,研究时效对材料的相结构、弯曲强度和断裂韧性的影响.结果表明,KAVO和TZ-3YS氧化锆的m相含量随时效时间的延长而增加.时效前后KAVO氧化锆的抗弯曲强度和断裂韧性没有明显变化,而TZ-3YS氧化锆的抗弯曲强度略有下降,断裂韧性略有增大.与TZ-3YS氧化锆相比,KAVO氧化锆抗弯曲强度较高,断裂韧性较低,抗时效能力强.临床应用宜采用抗时效、力学性能稳定的氧化锆陶瓷.     

现代陶瓷超声检测技术

介绍了利用超声波检测现代陶瓷的基本原理、方法和应用，并指出了今后应加强研究的方向。     

金刚石颗粒弥散对Y—TZP陶瓷力学性能的影响

本研究了金刚石含量对Y－TZP陶瓷力学性能的影响,结果表明：随金刚石含量的增加,金刚石／氧化锆陶瓷的硬度、断裂韧性、耐磨性升高,而相对密度下降。表明用金刚石弥散来改善Y－ZTP陶瓷的力学性能是可行的。     

烧结温度对多机制耦合增韧Si3N4陶瓷微观组织及力学性能的影响

在非均相沉淀法制备的Fe-Mo包覆Si3N4金属陶瓷粉末中添加助剂MgO-Y2O3进行常压烧结,采用X线衍射仪(XRD)、电镜扫描(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)等方法探究了烧结温度对该金属陶瓷相组成、显微结构及力学性能等方面的影响.结果表明:温度升高有利于金属相的保留和液相的生成.在1 700℃烧结时,Fe3Mo3N分解转变为金属Fe相,材料微观结构为大量高长径比β-Si3N4晶粒埋藏在Y-Mg-Si-O-N玻璃相中,样品密度(3.8213 g/cm3)、抗弯强度(908.2 MPa)、断裂韧性(12.08 MPa·m1/2)为最高;烧结温度为1 750℃时,材料中生成絮状非致密物质包裹的大晶粒MoSi2,材料性能下降.     

全瓷牙冠用玻璃渗透氧化铝陶瓷性能

通过改变氧化铝粉浆的粉液比、预烧温度以及成型工艺等参数，研究了以上因素对用于制作全瓷冠桥的In-Ceram玻璃渗透氧化铝陶瓷复合体性能的影响。研究发现，在粉液比为7：1的复合体中，颗粒分布均匀，性能较好；2次渗透组比1次渗透组性能要更好：对于不同预烧温度煅烧的样条，1150℃的强度最好；采用注浆成型的毛坯比干压成型的强度要高。结果表明粉液比7：1、注浆成型2次渗透组强度较高，达到529．8MPa。     

AlN-TiN-TiB_2复相陶瓷的显微结构和力学性能

以Al、TiN、B_4C、Si为原材料,采用自蔓延高温合成热等静压(SHS/HIP)技术制备了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷,测定其相对密度、维氏硬度、抗弯强度和断裂韧度等力学性能,并确定了最佳原料比.利用XRD、SEM分析了AlN-TiN-TiB_2复相导电陶瓷的物相和显微组织,材料的断裂模式主要是沿晶断裂.并且研究了不同比例复相陶瓷在不同温度下的电阻率.     

Mechanical Properties of Borosilicate Glass Coated with Two-layered Ceramics by Sputtering

The durability of coated glass materials should be improved in their applications, and the possibility of a two-layer coating was examined as a processing for the improvement. In the present work, the borosilicate glass was coated with two-layered ceramics by the radio-frequency (RF) magnetron sputtering method, and mechanical properties of coated glass materials were investigated. The measured surface roughness and porosity of coating film suggested that relatively smooth and dense coating films were formed under the sputtering condition adopted in this work. Thicker film was found to be harder because of the avoidance of effect due to softer glass substrate. Higher RF output power resulted in harder film. The bending strength was reduced by longer time of sputtering as well as porosity of coating film. By comparison with glass materials coated with single ceramics and the glass substrate, it was clarified that the strength and hardness of coated glass materials were improved by two-layer coating.     

Fe-Co软磁合金磁性能及机械性能的研究

Fe-Co合金是重要的软磁材料,应用广泛.本文综述了化学成分、合金元素、有序度、晶粒尺寸、磁场、杂质和应力对其磁性能和机械性能的影响.并分析了Fe-Co合金的应用前景和发展趋势.     

四元高熵碳化物陶瓷的组织和性能研究

以金属氧化物与碳粉作原料,经高能球磨后,采用1850℃放电等离子烧结烧结工艺制备了3种成分的四元高熵碳化物陶瓷(Ti0.25,Nb0.25,Ta0.25,Mo0.25)C、(Ti0.25,Nb0.25,Ta0.25,W0.25)C和(Ti0.25,Nb0.25,Ta0.25,V0.25)C。采用扫描电镜、X射线衍射仪及万能材料试验机等研究了碳化物陶瓷的显微组织、硬度和力学性能。结果表明:3种碳化物陶瓷均为单相FCC结构;含钼陶瓷的晶粒最为细小,气孔也最少;3种陶瓷的实际硬度与采用复合定律计算的理论硬度相一致,即(Ti,Nb,Ta,V)C的硬度最高,(Ti,Nb,Ta,W)C次之,(Ti,Nb,Ta,Mo)C最低。此外,由于其组织未完全致密化且成分不均匀,3种碳化物陶瓷的抗弯强度均低于预期值,有待采取降低烧结升温速率、提高烧结温度等措施来解决这些问题,从而改善陶瓷性能。3种碳化物陶瓷中(Ti,Nb,Ta,W)C陶瓷的综合性能最佳。