具有阻力特性材料的σ_f－σ关系及一种新的阻力曲线测定方法

通过对相变增韧陶瓷及一种可切削玻璃－陶瓷动态疲劳（恒应力速率）试验中高应力速率区断裂应力下降现象的理论分析，发现这种现象与材料的阻力特性（Ｒ－ｃｕｒｖｅ）密切相关。确立的σ_ｆ－σ理论关系能够很好地描述整个应力速率区间内的动态疲劳试验结果。高应力速率区σ_ｆ－σ在双对数坐标下为负斜率直线，直线斜率为（ｍ为阻力曲线ＫＲ＝ｋ（△ａ）~ｍ的指数），断裂主要由材料阻力行为控制；低应力速率区，σ_ｆ－σ在双对数坐标下为正斜率直线，直线斜率为　（ｎ为应力腐蚀指数），断裂主要由材料应力腐蚀行为控制。建立了测定材料阻力特性的一种新方法，分别用这种方法及压痕／弯曲方法对一种可切削玻璃－陶瓷的阻力特性进行了实验测定，两种方法所得结果有很好的一致性。     

一种可切削玻璃陶瓷的压痕断裂特性

将断裂韧性测试的压痕方法与压痕弯曲方法相结合，独立地分离出了压痕残余应力因子ｘ，使其成为可测参量，并建立了压痕一压痕弯曲的断裂韧性测试方法．将这种方法应用于一种可切削玻璃陶瓷的测试，获得的Ｋ１ｃ值为Ｋ１ｃ＝２．０３ＭＰａ·ｍ１／２，与单边切口法（ＳＥＮＢ）获得的Ｋ１ｃ值有较好的一致性．测得的残余应力因子Ｘ＝０．０９３，符合Ａｎｓｔｉｓ经验公式的预测．     

复合助剂对低温常压烧结AIN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响。结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm~4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8MPa·m1/2)及导热率(118W·m-1·K-1)的AlN陶瓷。     

纸制备SiC/Si层状陶瓷复合材料的微观结构和性能

本文以纸为原料,通过叠层设计、低温碳化和高温渗硅制备了具有层状结构特征的SiC/Si陶瓷复合材料。并采用XRD、SEM和三点弯曲等分析测试手段对其相组成、微观结构和力学性能进行了分析。结果表明:纸碳化后为非晶形的碳;渗硅后试样的相组成为β-SiC相、自由Si相和残C相。叠层纸碳化后的微观结构为含有大量扁长空洞的碳骨架,渗硅后得到的SiC陶瓷复合材料具有明显的层状结构特征。三点弯曲实验表明,SiC/Si陶瓷复合材料的强度高达290MPa,达到了常规反应烧结SiC陶瓷的强度水平;且其断裂方式为非灾难性断裂,分析认为这与材料的层状结构形貌有关。     

添加剂对Al2O3／BN可加工陶瓷性能的影响

采用Si3N4和SiC作为Al2O3／BN可加工陶瓷的添加剂，考察了添加剂种类和含量对材料力学性能及可加工性能的影响。研究表明，2种添加剂均对调节体系中由于热膨胀失配所引起的人的内应力起到积极的作用。材料的抗弯曲强度随添加剂含量的增加而提高，同时可加工性能略有降低。尤其是Si3N4的加入使体系在热压烧结过程中原位反应生成液相x-Sialon，显著降低了烧结温度，促进材料的致密化。     

弱层成分对SiC/BN层状陶瓷阻力行为的影响

利用压痕2强度法测定了不同弱层成分的SiC/ BN 层状陶瓷的阻力曲线行为, 研究了BN 弱层成分对SiC/ BN 层状陶瓷的阻力曲线行为的影响, 并与SiC 块体陶瓷作对比。结果表明: 与SiC 块体陶瓷相比, SiC/ BN层状陶瓷具有更为明显的升值阻力曲线行为, 且其阻力曲线行为受弱层成分的影响。其中, BN 弱层中加入30 %Al₂O₃ 的SiC/ BN 层状陶瓷显示出更为优越的抗裂纹扩展能力, 其阻力曲线上升最陡, 上升幅度最大。分析认为,这与它们不同的增韧机制和界面的结合状态有关。原位增韧是SiC 块体陶瓷韧性提高的主要原因。裂纹遇到弱界面时发生偏转、分叉以及脱层等是层状陶瓷材料抗裂纹扩展能力提高的主要原因。而弱层成分又影响着裂纹的偏转, 适当结合强度的界面有利于裂纹的偏转, 结合强度太弱太强的界面都不利于裂纹的偏转。      

反应烧结制备多孔β-sialon/Si_3N_4陶瓷

以Si粉和Al2O3空心球为原料,采用反应烧结后高温烧结法制备了多孔β-sialon/Si3N4陶瓷。X射线衍射结果表明:在0.25MPa的氮气压力下于1300℃反应烧结2h后在0.25MPa的氮气压力下1700℃及1750℃高温烧结2h,制备的样品的组成为β-sialon(Si6-zAlzOzN8-z,z=3)及β-Si3N4,随着烧结温度由1700℃升高至1750℃,β-sialon的相对质量分数由29.9%增加至56.8%。场发射扫描电镜观察结果表明:1750℃高温烧结样品的显微结构由大孔β-sialon及疏松的β-Si3N4基体组成。1750℃高温烧结后,样品的气孔率为28%,抗弯强度为92.5MPa。     

氧化锆陶瓷润湿及钎焊的研究进展

氧化锆陶瓷因其优良的物理力学性能,已成为一种最具有发展前景的先进结构和功能材料.氧化锆陶瓷/金属的连接技术也成为其重要应用的瓶颈技术之一.本文综述了氧化锆陶瓷的润湿、钎焊工艺、及其与钎料之间的界面结构和界面反应,并对界面反应的热力学进行了初步讨论,旨在为陶瓷/金属连接的发展提供参考,最后针对目前研究和应用过程中面临的问题提出了一些看法.     

多孔SiC陶瓷的两种制备方法

采用两种不同方法制备多孔SiC陶瓷 ,讨论了其显微组织对性能的影响 ,探索制造多孔SiC陶瓷的新方法。经过研究得出 ,由天然木材制得的多孔SiC陶瓷的气孔形状规则 ,分布均匀 ,气孔率高 ,达 40 %以上 ,是制备高气孔率SiC陶瓷的一种可行技术     

高性能可加工3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的制备

利用化学包覆和热压烧结制备出3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷,BN体积分数分别为10%～30%.XRD和TEM揭示,大长径比的纳米h-BN颗粒均匀分布在ZrO2晶界;与原始尺寸相比,ZrO2晶粒没有明显长大.与对应的微米复相陶瓷相比较,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的弯曲强度及断裂韧性得到显著提高.当BN的体积分数达到20%时,复相陶瓷可用WC刀具容易地加工.BN的体积分数达到30%时,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷具有最佳的综合性能:弯曲强度为774MPa,断裂韧性为7.85MPa·m1/2,以及优异的可加工性能.