退火处理对Nano—SiC—Al2O3／TiC纳米陶瓷复合材料性能的影响

研究了退火工艺对纳米陶瓷复合材料力学性能的影响。研究表明，纳米陶瓷复合材料在适当退火工艺下，其抗弯强度和硬度可以提高４０％－５０％，但断裂韧度略有下降。     

凝胶固相反应法制备钛酸铝粉末的研究

以偏钛酸和氧化铝为原料，采用凝胶固相反应合成法制得了钛酸铝微粉。用ＸＲＤ、ＳＥＭ等手段分析了合成产物，结果表明，采用该法制备的粉末纯度高、分散性好、颗粒细小。同时研究了反应过程中的相变情况及热处理工艺参数与相分成，晶形变化的相互关系。     

原位生长柱状晶氧化铝陶瓷材料的制备

按96瓷配比,在α-Al2O3中加入烧结助剂(氟化钙-高岭土),通过水基凝胶注模成型出氧化铝陶瓷坯片.在1570℃,2 h条件下无压烧结,制备出原位生长棒状晶自增韧氧化铝陶瓷.研究结果表明:1570℃烧结时完全生成棒状晶,棒晶呈现三维网络状交织在一起,样品的体积密度达到了3.77 g/cm3.而不含氟化物添加剂的样品在1500～1600℃下烧结时,不能生成氧化铝棒晶,基本呈椭球状或球状.加入少量的氟化物,经过高温烧结,即可在组织内部原位生成棒状晶,这样棒状晶就起到了纤维或晶须的强韧化作用,大大提高了96瓷氧化铝陶瓷的力学性能,断裂韧性达到了5.25 MPa·m1/2,比传统96瓷氧化铝韧性提高了60%.     

注模凝胶热压法制备Al2O3(YAG)/LaPO4层状陶瓷复合材料

选择Al2O3(YAG)作为基体片层材料,LaPO4作为界面层材料.采用凝胶注模成型技术制备出基体层材料的坯片,然后在基体层坯片上采用浸渍或喷涂工艺附着界面层材料,最后将坯片叠置于模具中热压烧结.制备的陶瓷复合材料微观结构均匀,基体片层厚度为110 μm～150 μm,界面层厚度为10 μm～30 μm,实测层厚比为11.重点研究了工艺参数及界面层成分对层状陶瓷复合材料室温性能的影响.结果表明氧化物基层状陶瓷复合材料的抗弯强度比基体材料略有下降,但室温断裂韧性达到了13.52 MPa.m1/2,是基体材料断裂韧性的3倍.还对比了氧化物基层状陶瓷复合材料与基体材料在断裂过程中裂纹扩展路径的差异.     

纳米SiC对Al2O3/TiC基多相陶瓷材料显微结构的影响

从烧结温度、基体晶粒大小、断裂方式，SiC在基体中的分布等几方面研究了纳米SiC颗粒的加入对Al2O3／TiC复相基体显微结构的影响。实验表明，纳米SiC颗粒的加入提高了烧结温度，抑制了基体晶粒的异常长大，明显细化了晶粒。试样的断裂方式从以沿晶断裂为主转变为以穿晶断裂为主。纳米SiC在基体中分布均匀，部分位于晶粒内，另一部分位于晶界上，这种显微结构有利于材料力学性能的提高。     

纳米陶瓷复合材料制备工艺中nano-SiC与基体Al2O3粉末的均匀分散

本文探讨了用于增韧补强陶瓷基体的ｎａｎｏ－ＳｉＣ颗粒的液相分散工艺,研究结果表明：以乙醇和丙三醇的混和液作为分散介质,通过加入适当的表面活性剂,以及调节ｐＨ值可以制备出高分散、高稳定的纳米颗粒悬浮液,此法可获得理想的分散效果。     

半水基料浆的流变性能研究

半水基注凝成型工艺中由于醇类有机溶剂的加入可以明显防止大尺寸零部件在干燥过程中的开裂问题,但是以醇类有机溶剂代替部分水溶剂来配置料浆必然对料浆的流变特性产生影响;本工作研究了1,3丁二醇、1,4丁二醇、乙二醇和丙三醇四种有机醇溶剂代替部分水配置陶瓷料浆,重点考察不同醇类及其含量对料浆的流变性能的影响规律.实验结果表明,四种有机醇溶剂的加入都使料浆的黏度增加,而且产生不同程度的触变性,其中,以加入30％和40％丙三醇料浆的触变性最明显,而加入10％乙二醇的陶瓷料浆最接近水基料浆的特性,最适合用于半水基注凝工艺.     

稀土Lu_2O_3增强氮化硅陶瓷的结构与性能

以稀土氧化物Lu_2O_3作为单一添加剂,研究在热处理过程中,稀土氧化物对氮化硅在粉体状态下相变的影响.指出氮化硅粉体的α→β相变率与稀土氧化物的添加量、粉体的热处理温度之间的关系.发现热处理温度在1650 ℃以下时,氮化硅粉体的相变率随着添加剂含量的异常变化.以上述制备的β-氮化硅晶种,在不进行化学处理的情况下直接用于氮化硅陶瓷的增韧,使得所制备的氮化硅陶瓷在保持原有的室温强度基本不变的情况下,断裂韧性得到大幅度提高.在此体系中研究了β-氮化硅晶种的增韧效果及机制.分析了晶粒尺寸及其分布与氮化硅陶瓷性能及显微结构之间的关系.研究表明:以Lu_2O_3为单一添加剂的自增韧氮化硅陶瓷,晶种的加入使材料在保持强度的同时,断裂韧性提高了10%～20%.     

低比表面积高烧结活性Y-TZP超细粉体凝胶固相反应合成技术

介绍了一种用凝胶固相反应法合成低比表面积高烧结活性3mol%Y_2O_3-ZrO_2粉体的新技术.该技术以高纯氧化锆粉体和草酸钇粉体及少量有机物为原料配制水基料浆,混磨均匀后使其快速凝胶化,凝胶块干燥后于1300 ℃煅烧合成,再经搅拌磨研磨6 h,即得到t相超细Y-TZP粉体.其比表面积为6.8 m~2/g, d_(10)=0.17 μm,d_(50)=0.46 μm,d_(90)=0.82 μm.该粉体合成技术具有原料来源方便、成本低、污染少,操作简便,普适性强等优点,适合于工业化生产.     

纳米SiC-Al_2O_3/TiC多相陶瓷复合材料显微结构的研究

考察了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料的断裂方式 .由于纳米SiC的加入 ,材料以穿晶断裂为主 .通过透射电镜观察 ,研究了纳米陶瓷复合材料中纳米SiC的分布 ,证明所制备的材料主要为晶内型纳米复合陶瓷 .在纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,少量纳米SiC位于基体晶粒间 ,大多数纳米SiC位于基体晶粒内 ,而且纳米SiC的加入细化了基体的晶粒 .通过高分辨透射电镜观察 ,研究了纳米SiC -Al2 O3/TiC多相陶瓷复合材料中 ,纳米SiC与基体间界面结合状态 ,发现在两颗粒间的晶界几乎没有玻璃相 ,证明纳米陶瓷复合材料中晶界得到了加强 ,有利于材料力学性能的提高 .另外研究了裂纹在材料中的扩展行为 ,结果表明 ,纳米粒子对裂纹的扩展起到偏折和钉扎作用