AlN／MAS微晶玻璃复合材料的热物理性能

通过X射线衍射、扫描电镜和热物理性能测试，研究AIN引入量和温度对在900-1000℃真空热压烧结制备的AIN／MAS玻璃陶瓷复合材料热物理性能的影响。研究结果表明：复合材料的热膨胀系数随着AIN引入量和测试温度的增加而增加；热导率随着AIN引入量的增加而增加；随着测试温度的升高，复合材料的热导率随着AIN引入量的变化呈现不同的特征；AIN引入量为20％（体积分数）时，样品的热导率随着测试温度的升高而升高，表现出明显的非晶态物质的导热特性；AIN引入量为50％时，样品的热导率呈现先升高后稍许降低的导热特性。     

晶核剂对镁铝硅微晶玻璃析晶行为的影响

在MgO-Al_2O_3-SiO_2系统玻璃中分别引入TiO_2、ZrO_2作为晶核剂,采用"两步法"热处理制备微晶玻璃,并研究晶核剂对其析晶行为的影响。实验结果表明,以TiO_2为晶核剂时,MAS玻璃析晶峰温度较低,析晶速率较慢,易于可控析晶,当热处理制度为770℃/4h+950℃/2h,微晶玻璃中析出MgTi_2O_5与MgAl_2O_4两种晶相,且微晶玻璃外观透明。以ZrO_2作为晶核剂时,MAS玻璃析晶峰温度升高,析晶速率增加,在830℃/4h+1 000℃/2h热处理后,析出镁铝硅酸盐及ZrO_2晶体,其中镁铝硅酸盐与β-石英结构类似。     

AlN陶瓷的凝胶注模成型及其导热性能

为了解决AlN陶瓷难于制备复杂形状、生产成本高、重复性差等问题,采用无毒的壳聚糖体系,以Y2O3+CaF2为烧结助剂,利用凝胶注模成型及无压烧结制备了AlN陶瓷.利用粘度计、X射线衍射仪、扫描电镜等对AlN陶瓷浆料性能和AlN陶瓷的显微组织与导热性能进行研究.结果表明:戊二醛浓度、pH值及壳聚糖含量对凝胶化时间有影响;醋酸含量降低、固相含量增加会使AlN陶瓷浆料粘度下降;真空处理有助于陶瓷浆料中气泡的去除;Y2O3+CaF2烧结助剂不但可以降低烧结温度,还可有效改善AlN陶瓷的导热性能;固相含量为52vol.%的AlN陶瓷坯体无压烧结后,热导率达到95.6 W/(m·K).     

Li_2O对CAS系微晶玻璃的烧结过程的影响

以烧结法CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃为研究基础,通过调整Li2O含量,研究了微晶玻璃的烧结动力学。实验中Li2O引入量在0~2.5%(质量分数)范围,测得同一粒度(0.5~1 mm)下玻璃颗粒烧结收缩-温度曲线和等温烧结收缩曲线,并计算得到烧结初期各组成玻璃试样的烧结活化能,研究了Li2O对CAS系微晶玻璃烧结致密化过程的影响,确定出有利于烧结过程的最佳Li2O含量范围。     

自生TiB2-TiCx/7075Al基复合材料显微组织与力学性能研究

为了探究7075Al合金综合力学性能,采用高能球磨的方法制备自生TiB₂-TiC_x增强相,并结合热压烧结的方法制备了w(TiB₂-TiC_x)分别为10%、20%、30%和40%的TiB₂-TiC_x/7075Al基复合材料,对其物相组成、微观组织、硬度和室温压缩性能进行了测试分析。微观组织测试结果表明：该复合材料的物相主要由Al(Zn, Mg, Cu)固溶体相、TiB₂、TiC_x及少量Ti₃B₄和B₄C相构成,且w(TiB₂-TiC_x)=20%的TiB₂-TiC_x/7075Al基复合材料组织相对较为均匀,当TiB₂-TiC_x含量继续增至30%以上时,TiB₂-TiC_x在基体中产...     

牙科用Y-TZP增韧生物微晶玻璃材料的工艺研究

以CaO Al2O3 SiO2微晶玻璃组成的系统为基础,进行了生物微晶玻璃/Y TZP复合材料的研究。借助于DTA、XRD等分析方法和手段,确定了氧化锆复合微晶玻璃热处理制度及物相组成,并测试了复合材料的体积质量 莫氏硬度、化学稳定性等理化性能。     

MnO2对磷渣微晶玻璃显微结构和性能的影响

烧结法CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃具有结构致密均匀,抗冲击、耐磨、耐腐蚀、无放射性、色泽丰富、纹理美观等特性,是一种新型绿色环保型装饰材料。以磷渣为主要原料,以Fe2O3和MnO2为着色剂,制备了米黄色微晶玻璃。利用X射线衍射和扫描电子显微镜等测试技术,研究了不同MnO2含量对微晶玻璃显微结构、晶相种类的影响,测定了微晶玻璃的化学稳定性。研究结果表明:当MnO2质量含量小于5.5%时,微晶玻璃主晶相为β-硅灰石,随着MnO2含量的增加析晶量减少,晶粒尺寸由0.42μm减小到0.3μm;当MnO2质量分数为6%时,主晶相变为钠长石且析晶量增加、晶体尺寸增大。当MnO2质量分数大于4%时,MnO2质量分数每增加0.5%其摊平温度约降低10℃,适量加入MnO2使其化学稳定性提高。     

TiB_2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现：高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量（质量分数）为4%时、在1 400℃×60 min＋2000℃×30 min的烧结工艺下能够制备出致密的TiB2/SiC陶瓷复合材料.微米级TiO2粉比纳米级TiO2粉更有利于形成较致密的烧结复合材料.随着生成TiB2体积分数的增加（5%～20%）,复合材料中TiB2颗粒逐渐粗化,间距逐渐变小.对复合材料的烧结机理还进行了分析.     

Mo/SiO2复合材料的制备及其导电性能

采用放电等离子烧结(SPS)技术,对具有不同组成含量的Mo/SiO2复合材料的烧结行为和烧结致密化机理进行研究,并着重探讨了复合材料中Mo含量、分布状态对导电性能的影响。结果表明,Mo/SiO2复合材料中Mo与SiO2以机械混合的形式存在,SiO2的部分软化、Mo颗粒填充空隙促进了复合材料的致密化。当Mo的质量含量小于35%,Mo弥散分布在SiO2中,复合材料为绝缘体;当Mo的质量含量超过40%时,Mo的渗流导通使复合材料成为导体。     

Na2B4O7·5H2O对用高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

为更好地利用废弃物高钛高炉渣,本文以高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,硼砂Na2B4O7•5H2O为助熔剂,AlN为发泡剂,通过 “一步法”,即同步实现发泡和析晶,在1000 ℃制备了微晶泡沫玻璃。通过对微晶泡沫玻璃进行XRD、SEM检测分析,及物理、力学性能测试,研究了助熔剂添加量(4~7wt.%)对微晶泡沫玻璃的物相、微观组织和性能影响。结果表明：助熔剂添加量对微晶泡沫玻璃的物相影响不大,仅为不同辉石类间转变,即由透辉石、钙铁辉石和绿辉石向普通辉石转变;随助熔剂添加量增加,体系软化程度显著增加,孔壁更密实,气孔显著增大,有连通孔形成;微晶泡沫玻璃的气孔率增大,体积密度、抗压强度和导热系数减小。当助熔剂添加量为5wt.%时,微晶泡沫玻璃的综合性能最好。     

Na2O对MAS系玻璃熔体性质及微晶玻璃结构的影响

利用浇铸法制备了MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃。采用示差扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法,研究玻璃组成中Na2O对MgO-Al2O3-SiO2(MAS)系统微晶玻璃的高温粘度、结构与析晶性能的影响。结果表明,掺入Na2O后MAS微晶玻璃高温粘度有明显的降低,并且随着掺入量的增加玻璃的粘度逐渐降低。随着Na2O掺入量的增加,玻璃熔体的熔制温度从A0的1 552℃逐步降低到1 494℃。未掺Na2O的MAS微晶玻璃主晶相为颗粒状α-堇青石相,掺入后的微晶玻璃全部析出柱状镁橄榄石相。     

Er_2O_3对锂锌硅微晶玻璃热膨胀及力学性能的影响

使用晶化法制备以二硅酸锂为主晶相,P_2O_5为主要形核剂的锂锌硅微晶玻璃。引入稀土Er_2O_3掺杂Li_2OSiO_2-P_2O_5-ZnO系统基础玻璃。通过测试该系统微晶玻璃的差热曲线、X射线衍射图谱、高温粘度曲线和扫描电镜图像,研究引入Er_2O_3含量的变化对该系统微晶玻璃析晶性能、次晶相的种类和含量、高温粘度变化、析出晶粒的大小及分布情况和微晶玻璃抗弯强度的影响。结果表明:引入Er_2O_3提高该系统微晶玻璃的玻璃转化温度,提高锂锌硅微晶玻璃晶化热处理的温度,影响了次晶相偏硅酸锂晶相的析出,通过改变微晶玻璃次晶相的种类和含量,降低了体系的热膨胀系数,掺杂0.3%的Er_2O_3提高了二硅酸锂的析晶速率,并降低了该系统微晶玻璃的高温粘度,当Er_2O_3的掺杂量为0.3%时,该体系微晶玻璃获得最大的抗弯强度310 MPa。     

MgO对花岗岩尾矿微晶玻璃析晶和性能的影响

尝试用花岗岩尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,并采用DSC、XRD和SEM等测试手段研究MgO对微晶玻璃析晶和性能的影响。结果表明,随着MgO含量的增加,玻璃转变温度和析晶峰温度逐渐降低,玻璃析晶性能增强。当引入MgO的质量分数为3%时,微晶玻璃的主晶相为钙长石;当MgO质量分数为6%~12%时,主要析出辉石,且质量分数为12%的MgO样品析出的晶体中伴随着部分堇青石。样品的显微硬度随MgO的增加呈现先增大后减小的趋势,质量分数为9%的MgO样品析出晶体的尺寸更均匀,其显微硬度最高,为8.2GPa。     

K_2O对R_2O-CaO-SiO_2-F微晶玻璃析晶的影响

R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶过程较为复杂,析出晶体种类繁多。为得到预期的晶相,获得最佳性能,需要对整个析晶过程进行合理控制。因此采用DTA、XRD、SEM等测试分析方法,研究K2O引入量对R2O-CaO-SiO2-F系统微晶玻璃的析晶温度、主晶相、晶体含量以及微观形貌的影响。研究结果表明:随着K2O引入量的增加,玻璃转变点温度降低,而最大析晶峰温度升高。当K2O引入量为质量分数5%左右时,微晶玻璃的主晶相为颗粒状的氟化钙和柱状的硬硅钙石,晶体含量为15%。当氧化钾质量由6%增加到8%时,微晶玻璃主要析出放射状a-硅碱钙石,次晶相为少量的氟化钙,晶体含量增大到40%。     

YAG∶Ce荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃结构研究

用两步合成法制备钇铝石榴石(YAG∶Ce)荧光粉复合磷锌硼发光微晶玻璃,利用红外光谱等表征手段,系统研究了氧化硼掺量、成型方式、荧光粉掺量和热处理制度对发光微晶玻璃结构的影响。结果表明,随着B2O3掺量增加,发光微晶玻璃试样中[BO3]和B2O2-7离子基团含量增加,[BO4]含量减少;成型方式对发光微晶玻璃结构有一定影响;随着荧光粉掺量增加,发光微晶玻璃中YAG晶相含量增加,Zn2P2O7、BPO4晶相含量变化较少,缺陷增加;随着烧结温度升高,YAG晶相含量不变,BPO4晶相含量减少,至600℃时Zn2P2O7发生晶型转变,由α-Zn2P2O7转变为β-Zn2P2O7,有利于提高发光微晶玻璃的烧结质量。     

烧结温度对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的影响

采用高钛高炉渣和废玻璃为主要原料,CaCO3作为发泡剂,硼砂Na2B4O7·10H2O作为助熔剂,磷酸钠Na3PO4·12H2O作为稳泡剂,通过“一步法”烧结制备了微晶泡沫玻璃。研究了烧结温度对微晶泡沫玻璃的影响,通过SEM及XRD对高钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的显微组织结构和物相进行分析。研究表明：在850℃~950℃之间,高钛高炉渣内的钙钛矿随烧结温度的增加逐渐分解,与其他物质反应生成透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6、普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6、Ca(Mg,Fe)(Si,Al)2O6和硅辉石CaSiO3等晶体。微晶泡沫玻璃的孔径随烧结温度的增加逐渐增大,最后形成大孔和连通孔,同时,孔壁上析出的晶体数量增加,且晶体的形状从颗粒状变成层片状。在烧结温度为900 ℃时,微晶泡沫玻璃综合性能达到最佳：密度为0.6312 g/cm3,气孔率为74.5 %,吸水率为8.3 %,抗压强度为9.09 MPa。     

无压烧结SiC/TiB2复合材料组织与性能的研究

以TiB₂为基体、SiC为主要添加相、B₄C和纳米炭黑为烧结助剂，采用无压烧结方法制备SiC/TiB₂复合材料，研究SiC添加量对SiC/TiB₂复合材料的显微组织、力学性能及体积电阻率的影响。结果表明：随着SiC含量的增加，复合材料的晶粒尺寸逐渐减小，开口气孔率逐渐降低，抗折强度、断裂韧性及维氏硬度均呈现上升趋势；当SiC的质量分数为20%时，复合材料的力学性能最佳，此时其抗折强度、断裂韧性和维氏硬度分别为189.5 MPa、4.19 MPa·m^1/2和15.8 GPa;随着SiC含量的增加，复合材料的体积电阻率增大，导电性能有所降低。     

Bi_2O_3对锂镁铝硅微晶玻璃结构与性能的影响研究

Bi2O3能够有效降低基础玻璃的熔化温度,在锂镁铝硅系统微晶玻璃中加入不同质量含量的Bi2O3后,采用DSC,XRD,FESEM以及高分辨透射电镜等测试手段进一步研究了Bi2O3对微晶玻璃结构及性能的影响。研究结果显示,微晶玻璃中析出的主要晶相为β-锂辉石和锂辉石固溶体,加入量为质量分数1.0%时,能够降低微晶玻璃晶化温度约25℃。Bi2O3质量含量为1.0%时微晶玻璃的热膨胀系数最小,但是微晶玻璃的抗折强度与Bi2O3的含量没有明显的线性关系,随着Bi2O3含量的增加,晶粒的尺寸呈现变小的趋势。     

放电等离子合成Ti3AlC2/TiB2复合材料的研究

采用放电等离子烧结工艺成功地制备了Ti3AlC2/TiB2复合材料.研究表明:在1 250 ℃,30 MPa压力和保温8 min下烧结,可以得到相对密度达98%以上的致密Ti3AlC2/TiB2块体材料;在Ti3AlC2中添加TiB2能大幅度提高材料性能,Ti3AlC2/TiB2复合材料Vickers硬度随TiB2掺量的增加而增大,最大可达到10.4 GPa;当TiB2体积含量为10%时,复合材料的最大的抗弯强度为696 MPa,断裂韧性为6.6 MPa·m1/2.     

MgO对Tb3+-黄磷炉渣微晶玻璃的析晶及发光性能的影响

以黄磷炉渣为主要原料,采用高温熔融法制备MgO掺杂的以Tb₄O₇为激活剂的黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过DTA、FactSage模拟、XRD、SEM、稳态/瞬态荧光、CIE色度等探究MgO对Tb³⁺-黄磷炉渣微晶玻璃热处理制度、析出晶相、样品形貌、发光性能和样品色度的影响.结果表明：MgO添加质量为1%～6%时,基础玻璃析晶温度显著降低,析晶活化能(E)呈现降低趋势,析晶效果显著;随着MgO添加,样品中钙铝黄长石(Ca₂Al₂SiO₇)相含量减小,镁黄长石(Ca₂MgSi₂O₇)相含量增加,与FactSage软件模拟结果基本一致.在激发和发射光谱中,绿光发射峰(543 nm)强度随MgO掺杂量的增加呈先增加后降低的趋势,当MgO添加质量为2%时,微晶玻璃具有良好的绿光发射,光致发光强度最高,色坐标显示此时样品色度更优,说明一定浓度MgO掺杂对微晶玻璃的发光强度有较大的促进作用.