Al_2O_3和TiO_2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响

采用共沉淀法分别制备Al_2O_3和TiO_2前驱体包覆MgO颗粒,并在1 450℃保温2h得到MgO基陶瓷,研究了Al_2O_3和TiO_2添加量对陶瓷物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响.结果表明:添加Al_2O_3后,陶瓷的主要物相为方镁石相和MgAl_2O_4相,随Al_2O_3添加量的增加,MgAl_2O_4相含量增多,线收缩率和热震次数均先增后降,体积密度则增大;添加TiO_2后,陶瓷的主要物相为方镁石相、Mg_2TiO_4相和MgTiO_3相,随TiO_2添加量的增加,Mg_2TiO_4和MgTiO_3相含量增多,线收缩率和体积密度均先增后降,热震次数则先增加后保持稳定;当Al_2O_3和TiO_2的质量分数分别为6%,4%时,陶瓷的烧结性能和抗热震性能均最佳.     

锆酸钙对镁质弥散型透气耐火材料性能的影响

以高纯镁砂为骨料,通过原位合成、直接添加、复合添加锆酸钙三种方法制备了不同锆酸钙含量的镁质弥散型透气耐火材料,研究了锆酸钙添加量和添加方式对该耐火材料性能的影响。结果表明:随着直接添加方式下锆酸钙加入量的增加,试样的透气度、显气孔率和体积密度增大,线收缩率和强度减小,抗热震性能则先增后降,当锆酸钙质量分数达到9%时最高;在三种添加方式下,以原位合成方式添加锆酸钙试样的透气度、显气孔率、体积密度、线收缩率均最大,强度最低,而复合添加方式下试样的烧结性好,强度和抗热震性能最高。     

热挤压模具用Al2O3/(W,Cr)金属陶瓷的性能

采用热压烧结法制备了不同Al2O3含量的热挤压模具用Al2O3/(W,Cr)金属陶瓷,并研究了其力学性能、抗热震性能及摩擦磨损性能.结果表明:Al2O3/(W,Cr)陶瓷的最大抗弯强度和断裂韧度分别达到800 MPa和13 MPa·m1/2;Al2O3体积分数为60%的金属陶瓷抗热震性能优于体积分数为70%的;两者的摩...     

Y_2O_3掺杂对CaTiO_3陶瓷烧结性能和微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,外加质量分数分别为0,1%,2%,3%,4%的Y_2O_3后,分别在1 300,1 400℃保温3h烧结制备CaTiO_3陶瓷,研究Y_2O_3掺杂量和烧结温度对陶瓷物相组成、晶体结构、烧结性能和微观结构的影响.结果表明:随着Y_2O_3掺杂量的增加,CaTiO_3的晶胞体积先增大后减小,Y~(3+)置换Ti~(4+)使CaTiO_3晶胞体积增大,置换Ca~(2+)则使晶胞体积减小;随Y_2O_3掺杂量的增加或烧结温度的升高,陶瓷的烧结线收缩率和体积密度均增大;随Y_2O_3掺杂量的增大,陶瓷的显微结构更为致密,CaTiO_3晶粒尺寸先增大后减小,晶粒形状由不规则台阶状转变为规则形状.     

反应烧结制备AlON-AlN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响。结果表明:在1 650~1 800℃范围内反应烧结可以得到AlON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378 MPa,38 W.m-1.K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W.m-1.K-1。     

反应烧结制备AION-AIN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响.结果表明:在1 650～1 800℃范围内反应烧结可以得到AjON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378MPa,38 W·m-1·K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W·m-1·K-1.     

烧结助剂BaF_2添加量对Y_2O_3∶Eu~(3+)透明陶瓷显微结构和发光性能的影响

以YOF∶Eu~(3+)纳米粉体为原料、BaF_2为烧结助剂,经干压成型后在空气气氛下烧结制备了Y2O_3∶Eu~(3+)透明陶瓷,研究了烧结助剂BaF_2添加量(0～2.0%,质量分数)对陶瓷显微结构和发光性能的影响。结果表明:随着烧结助剂BaF_2添加量的增加,所制备陶瓷的气孔率先降后增,透光率先增后降,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时,陶瓷的气孔率最低、透光率最高;随着烧结助剂BaF_2添加量的增加,陶瓷激发光谱中Eu-O电荷迁移态的峰值位置从波长252nm处移到波长242nm处,激发光谱中波长414nm与397nm对应的激发峰强度之比先增后降,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时达到最大;陶瓷的发光强度先弱后强,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时最弱。     

TiC含量对无压烧结TiC-Al2O3导电陶瓷复合材料微观结构与性能的影响

以Al₂O₃、TiC粉体为原料,采用无压烧结技术制备了TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料,研究了TiC体积分数(30%～45%)对陶瓷复合材料微观结构和性能的影响。结果表明：TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料主要由Al₂O₃和TiC两相组成;随着TiC含量的增加,陶瓷复合材料的相对密度降低,开口气孔率增大,当TiC体积分数为30%时,相对密度最大,开口气孔率最低,分别为95.5%和3.0%;陶瓷复合材料中导电相TiC均连接为网状结构,随着TiC含量的增加,TiC所形成的网状结构越发完整,陶瓷复合材料的硬度先升高后降低,电阻率和断裂韧度均呈降低趋势,抗弯强度增大;当TiC体积分数为45%时,陶瓷复合材料的抗弯强度最高,电阻率最低,分别为361 MPa和6.95×10^-6Ω·m。     

TaC含量对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了TaC质量分数分别为0%,2%,4%和6%的Ti(C,N)基金属陶瓷,通过压痕-急冷法研究了TaC含量对其抗热震性能的影响。结果表明,随热震次数的增多,金属陶瓷中的裂纹长度增加;裂纹主要沿陶瓷相/金属相界面以及在金属相中扩展;含TaC质量分数为2%的金属陶瓷晶粒细小,且分布均匀,环形相厚度适中,在500℃多次热震后裂纹扩展最缓慢,抗弯强度和硬度损失量最小,抗热震性能最好;热震后Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度损失很小,但残余抗弯强度显著下降。     

硅酸钠添加量对多孔硅藻土陶瓷性能的影响

以工业硅藻土细粉为原料,以硅酸钠为烧结助剂,采用发泡注凝法在1 000℃保温2h制备多孔硅藻土陶瓷,研究了硅酸钠添加量(0~5%,质量分数)对陶瓷物相组成、显微结构、气孔孔径和耐压强度的影响.结果表明:随硅酸钠添加量的增加,多孔硅藻土陶瓷中的方石英含量减少,鳞石英含量增加,烧结致密程度增大,气孔孔径呈现减小的趋势,耐压强度增大;当硅酸钠的质量分数为3%时制备得到具有多级孔结构的硅藻土陶瓷,该陶瓷的耐压强度为(1.13±0.08)MPa,比未添加硅酸钠的提高了约113%,其200℃时的热导率仅为(0.098±0.002)W·m~(-1)·K~(-1).     

石墨烯添加量对无压烧结石墨烯/碳化硅陶瓷复合材料性能的影响

在碳化硅粉中添加质量分数为1%~5%的石墨烯,采用无压烧结工艺在2 190℃保温1h制备石墨烯/碳化硅陶瓷复合材料,研究了石墨烯添加量对复合材料物相组成、密度和力学性能的影响。结果表明:该复合材料由碳化硅相及少量石墨相组成;随着石墨烯添加量的增加,复合材料的密度下降,相对密度变化较小,抗弯强度和断裂韧度先增大后减小,硬度下降;当石墨烯的质量分数为3%时,复合材料的抗弯强度为395 MPa、硬度为89HRA、断裂韧度为6.0 MPa·m1/2,综合力学性能最好。     

混合稀土和TiH2对金刚石工具用铁基胎体性能的影响

研究了不同含量富Ce混合稀土(Re)在不同烧结温度下对含有质量分数为2%的TiH2和不含TiH2的铁基胎体显微组织和力学性能的影响.实验结果表明铁基胎体的抗弯强度和硬度随混合稀土含量的增加而增加,抗弯强度增加的幅度比硬度增加的幅度大,同时稀土元素在不含TiH2的Fe基胎体中的作用比在含有TiH2的Fe基胎体中的作用显著.在含TiH2的Fe基胎体中,当稀土质量分数为0.5%时,胎体的抗弯强度达到最大值,抗弯强度的最大值增幅为12.4%;在不含2%(质量分数)TiH2的Fe基胎体中,当稀土质量分数为1.1%时,胎体的抗弯强度达到最大值,抗弯强度的最大增幅为35.1%.不含TiH2的铁基胎体的抗弯强度高于含有2%(质量分数)TiH2的铁基胎体,而且两种胎体抗弯强度的差距随着稀土含量的增加而不断增大,二者之间抗弯强度的最大差值约230 MPa.添加微量的稀土使铁基胎体的孔隙率降低,晶粒细化,而添加TiH2使铁基胎体的孔隙率增加,并在组织中出现粗大的脆性相.     

MoSi2添加量对放电等离子烧结α-Sialon陶瓷性能的影响

以Y₂O₃为烧结助剂,采用放电等离子烧结技术制备了以MoSi₂为第二相的α-Sialon陶瓷,研究了MoSi₂添加量（0～10%,质量分数）对陶瓷微观结构和性能的影响。结果表明：添加MoSi₂后,陶瓷中α-Sialon晶粒从等轴状变为长棒状,且随着MoSi₂添加量的增多,长棒状α-Sialon晶粒显著增多,长径比增大,当MoSi₂质量分数为10%时,晶粒尺寸呈现显著的双峰分布;当MoSi₂质量分数从0增加到10%时,陶瓷的相对密度由99.0%增加到99.7%,硬度由21.12 GPa降低到20.44 GPa,断裂韧度由4.80 MPa·m^1/2增加到6.13 MPa·m^1/2;在干切削镍基高温合金时,添加质量分数10%MoSi₂的陶瓷刀具在达到磨损标准时的切削长度是未添加MoSi₂陶瓷刀具的1.5倍,可见该刀具切削性能优异,其...     

SiO_2微粉加入量对焦宝石基喷涂耐火材料抗热震性能的影响

以焦宝石铝酸钙水泥等为主要原料,研究了不同SiO_2微粉加入量对焦宝石基喷涂耐火材料经自然干燥24 h脱模后,再经110℃烘干24 h,在不同温度煅烧3 h后的体积密度以及热膨胀系数和抗热震性能的影响,并用扫描电镜观察了试样的显微组织。结果表明:焦宝石基喷涂耐火材料随着SiO_2微粉含量的增加,体积密度增大,热膨胀系数减小;SiO_2微粉质量分数为5%时,焦宝石基喷涂耐火材料具有最佳的抗热震性能。     

莫来石溶胶添加量对刚玉质浇注料性能的影响

以共沉淀法制备的莫来石溶胶为结合剂,在不同温度(1 100,1 300,1 500℃)烧结制备了刚玉质浇注料,研究了莫来石溶胶添加量对刚玉质浇注料物相组成、烧结性能、常温耐压强度和微观结构的影响。结果表明:随莫来石溶胶添加量的增加,试样的体积密度先增后降,显气孔率先降后增;试样的物相均主要为刚玉相和莫来石相,随着烧结温度的升高和莫来石溶胶添加量的增加,莫来石相的含量增加,试样的常温耐压强度增大;当莫来石溶胶的质量分数为3%时,1 500℃烧结试样的常温耐压强度最大。     

烧结助剂添加方式对AlN陶瓷力学性能的影响

通过直接添加与原位生成两种方式引入Y_2O_3作为烧结助剂,热压烧结制备了AlN陶瓷;研究了添加方式及添加量对AlN陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:原位生成烧结助剂的方式更有利于AlN陶瓷的致密化,特别是当原位生成的Y_2O_3质量分数为2%时,AlN陶瓷的相对密度达到99.0%,硬度为15.39GPa,抗弯强度为383.0MPa,均高于直接添加Y_2O_3的;同时可获得晶形完整、第二相含量少且大部分位于三叉晶界、晶粒间面-面接触的显微结构;随着原位生成烧结助剂添加量的增多,陶瓷的相对密度下降,在AlN晶界处出现大量第二相而导致陶瓷的硬度、抗弯强度等力学性能也下降。     

Na_2O含量对金刚石砂轮用Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂性能的影响

采用球磨法制备Na_2O质量分数分别为12.31%,9.31%,7.31%的Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-B_2O_3系陶瓷结合剂,研究了Na_2O含量对烧结前后陶瓷结合剂的物相组成、力学性能、热膨胀系数,以及对陶瓷结合金刚石砂轮抗弯强度的影响。结果表明:较高的Na_2O含量有利于抑制石英相的析出;随着Na_2O含量的增加,烧结后陶瓷结合剂的硬度和抗弯强度降低,热膨胀系数在较低温度(620~640℃)烧结后增大,在较高温度(660~680℃)烧结后先增后降;当Na_2O的质量分数为9.31%、烧结温度为680℃时,所得陶瓷结合金刚石砂轮的抗弯强度最大,为53.5 MPa;3种陶瓷结合剂制备得到的金刚石砂轮具有相似的微观结构。     

利用废料直接烧结制备CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃及其性能

以废玻璃、粉煤灰和氧化钙为原料,采用直接烧结法制备了CaO-Al2O3-SiO2(CAS)微晶玻璃;研究了CaO加入量和烧结温度对微晶玻璃烧结性能、晶相组成、显微结构和抗弯强度的影响。结果表明:随着CaO加入量的增多以及烧结温度的升高,微晶玻璃的体积密度先增大后减小;高的CaO加入量和烧结温度促进了柱状硅灰石晶相的生成;CAS微晶玻璃抗弯强度与体积密度的变化趋势基本相同;加入CaO质量分数为18%、在1 100℃烧结2h制备的CAS微晶玻璃的体积密度最大,为2.26g.cm-3,其主晶相为单一β-硅灰石,结晶度为50.7%,抗弯强度最大,为81.5MPa。     

起始粉末粒径对纳米氮化硅陶瓷抗热震性能的影响

采用热压烧结方法制备了晶粒尺寸为100nm左右的氮化硅陶瓷材料,研究了起始粉末对纳米氮化硅陶瓷抗热震性能的影响。研究结果表明,在纳米晶粒尺寸范围内,晶粒较大的氮化硅陶瓷具有较好的抗热震性能,随起始粉末中α-Si3N4含量的增加,氮化硅陶瓷的抗热震性能得到明显提高。     

ZrB_2-SiC复合粉体添加量对低碳镁碳耐火材料性能的影响

以ZrB_2-SiC复合粉体替代鳞片石墨,在473K固化12h制备ZrB_2-SiC/MgO-C耐火材料,并分别在1 373,1 673K进行了热处理,研究了复合粉体添加量(质量分数在0~4.0%)对该耐火材料物理性能、力学性能和抗热震性能的影响。结果表明:随复合粉体添加量的增加,固化后和热处理后耐火材料的常温抗折强度和耐压强度均先增后降,热处理温度对常温物理和力学性能的影响很小;1 673K热处理后耐火材料的高温抗折强度均随复合粉体添加量的增加先增后降;1 673K热处理后耐火材料在测试温度低于673K时主要发生弹性变形,在测试温度不低于673K时则发生塑性变形;以ZrB_2-SiC复合粉体替代石墨能较大幅度地提高耐火材料在氧化气氛下的抗热震性能。