碳对二硅化钼复合材料性能的影响

采用热压烧结工艺制得了2％C/MoSi_2(质量分数)复合材料,并测定了材料的显微组织和结构、室温和高温力学性能、耐磨性能以及电阻率。结果表明:C/MoSi_2复合材料由大量的MoSi_2,Mo_5Si_3和少量的β-SiC组成;其维氏硬度为1 060,抗弯强度为470 MPa,断裂韧性为5.12 MPa·m~(1/2);800℃的维氏硬度为750 Hv,1200℃的抗压强度为450MPa,1400℃的抗压强度为142MPa;在Al_2O_3和SiC磨盘上表现出优异的耐磨性能,材料的电阻率为34.9 μΩ·cm。与纯MoSi_2相比,C/MoSi_2复合材料在硬度、抗弯强度、断裂韧性、高温抗压强度、弹性模量和耐磨性能等方面都有较大的提高。     

不同粘结剂与烧结温度对Al2O3陶瓷力学性能和显微结构的影响

以超细Al₂O₃粉末为主要原料，添加一定量的氧化钇、氧化镧、氧化镁等烧结助剂，分别加入1号(5%聚乙烯醇A)、2号(5%阿拉伯树胶)和3号(2%聚乙二醇+6%聚乙烯醇B)粘结剂，在1 500～1 600℃下常压烧结制备氧化铝陶瓷。通过对Al₂O₃陶瓷样品的体积收缩率、体积密度、抗弯强度、维氏硬度、物相组成和显微结构等方面进行测试分析，对比研究了不同种类粘结剂和烧结温度对Al₂O₃陶瓷相关性能和显微结构的影响。结果表明：使用1号和3号粘结剂的陶瓷样品的硬度和强度随着烧结温度的增加而逐渐增大，均在1 600℃达到最大值；使用2号粘结剂的陶瓷样品的硬度随着烧结温度的增加出现先增大再减小的变化趋势，在1 550℃下达到最大值(892.5HV)。与2号和3号粘结剂相比，添加1号粘结剂在1 600℃下所制备的Al₂O₃陶瓷样品的综合性能最佳，其抗弯强度和维氏硬度分别达到238.49 MPa和991.7HV。在该条件下所制备的...     

烧结温度对Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷微观组织和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体相,HfN和WC为不同层的增强相,金属Ni和Mo为粘结相,采用交替铺层法制备素坯,并利用真空热压烧结技术制备Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷,研究了烧结温度对层状陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着烧结温度的升高,材料中的晶粒逐渐长大,在烧结温度为1350℃和1400℃时,材料的晶粒较小但分布不均匀,且存在较多的微缺陷;在烧结温度为1450℃和1500℃时,材料中的晶粒相对均匀（粒径～1μm）,微缺陷较少;在烧结温度达到1550℃时,材料中出现了大量粗大晶粒（粒径～2μm）。随着烧结温度的升高,层状陶瓷的抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度均先增大后减小。在1450℃下所制备的Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷具有较好的综合力学性能,其抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度分别为(1263.6±17.1)MPa、(18.5±0.3)GPa和(8.2±0.1)MPa·m1/2。此外,Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷在断裂时表现为穿晶与沿晶并存的断裂模式。     

钼合金表面Zr和B_4C反应烧结制备陶瓷涂层

以Zr和B_4C等粉末为原料,采用喷涂和反应烧结方法在钼合金表面形成陶瓷涂层,研究反应烧结工艺对涂层表面形貌、相组成和相结构的影响,再通过硅扩散反应形成抗氧化涂层,研究抗氧化涂层对钼合金在1 500℃静态抗氧化行为的影响。结果表明:钼合金表面Zr-B_4C在1 700℃反应烧结2h形成多孔陶瓷结构,烧结产物主要含ZrC及少量的Mo_2C和MoB等物相。涂层在1 500℃抗氧化寿命达10h以上,1 500℃氧化1 h,质量增加速率为1.175 mg/cm~2。     

膨润土改性MoSi^(2)基涂层显微组织与高温抗氧化特性北大核心

实验研究了放电等离子烧结制备膨润土改性MoSi_(2)基复合涂层的显微组织演变和高温抗氧化特性。结果表明:膨润土改性MoSi_(2)复合涂层主要由MoSi_(2)相和少量Mo_(5)Si_(3)相组成,加入的膨润土减缓了涂层和基体之间的CTE失配,使复合涂层在烧结后呈现无裂纹的形貌。1500℃氧化过程中,复合涂层保持稳定缓慢的质量增益,主要是因为涂层氧化过程中表面形成了致密完整的SiO_(2)氧化膜,抑制了氧气的高温扩散,有效阻止了涂层内部的进一步氧化。相比于单一的MoSi_(2)涂层,膨润土改性复合涂层的氧化膜更薄,且呈现无裂纹的形貌,表现出相对更好的高温抗氧化性能。     

CaO–Al2O3–SiO2复合烧结助剂添加量对ZrO2/Al2O3复相陶瓷性能的影响

以Al(NO₃)₃·9H₂O、Ca(NO)₂·4H₂O、C₈H₂₀O₄Si为原料, 采用高分子网络法制备出成分均匀、粒度分布为3~7μm、高活性的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂; 将质量分数为3%、5%、7%、9%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂添加到Al₂O₃和ZrO₂原料粉体中, 经干压成型, 在1450℃烧结温度、保温4h的工艺条件下进行常压烧结制备得到ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷试样, 研究烧结助剂添加量对复相陶瓷力学性能和显微组织结构的影响。结果表明:当添加质量分数为5%的CaO–Al₂O₃–SiO₂复合烧结助剂时, ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的综合性能最达到佳, 相对密度为94%, 显微维氏硬度为1204 MPa, 抗弯强度为321 MPa, 断裂韧性为4.52 MPa·m1/2。     

烧结温度对制备多孔TiB_2-TiC复相陶瓷性能的影响

为了获得孔隙度为(30±5)%TiB2-TiC复相陶瓷,采用反应烧结法,在不同温度下进行真空烧结制备出多孔TiB2-TiC复相陶瓷.主要研究了烧结温度对样品的密度、透气性和力学性能的影响,并对反应过程中样品的相组成进行了分析.试验结果表明:反应过程于1 000℃开始,于1 300℃结束;反应过程中存在TiB、Ti3B4中间相,反应完成后最终产物只有TiB2和TiC两相.随着烧结温度的升高,样品的密度和抗弯强度均是逐渐增大的,最大孔径和相对透气系数则是逐步降低的.于1 700℃烧结制备出的复相陶瓷的密度为3.2g/cm3、开孔隙度为29.5%、抗弯强度达到了120MPa,达到了预期目标.     

基于粉末床技术放电等离子烧结Si3N4陶瓷圆柱体

将平均粒径分别为150μm和50μm的SiC粉体与平均粒径分别为150μm和50μm的石墨粉体混合,得到粗粉末床(150μm SiC+150μm石墨)与细粉末床(50μm SiC+50μm石墨),粉末床中SiC与石墨的体积分数均为50%。采用粉末床技术对圆柱形Si₃N₄陶瓷预烧体进行放电等离子烧结,研究粗、细粉末床、预烧温度(1 400℃和1 500℃)和粉末床回收对等离子烧结Si₃N₄陶瓷圆柱体的变形程度、致密度、物相组成和显微结构的影响。结果表明,采用粗粒径粉末床、1 500℃预烧温度和回收使用一次的粉末床制备的Si₃N₄陶瓷圆柱体,横截面形状保持度最高,达到93%,维氏硬度和断裂韧性分别为(18.73±0.24) GPa和(3.64±0.23)MPa·m^1/2。Si₃N₄陶瓷的主相为α-Si₃N₄,晶粒形貌为等轴状。通过引入粉末床可克服放电等...     

Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料的微观结构与摩擦磨损性能

采用机械化学还原法结合热压烧结制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料,采用XRD、SEM等对复合材料的相组成、微观结构及磨损机理进行分析。结果表明:复合材料主要物相为Mo_5Si_3、Al_2O_3和Mo_3Si,其组织均匀细小,晶粒尺寸在1~5μm之间。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料具有优异的抗摩擦磨损性能。随载荷增加,其摩擦因数和磨损率降低。载荷为10 N时,其摩擦因数和磨损率分别为0.176和6.23×10~(–6) mm~3/(N·m)。与对磨件GCr15钢球相比,其磨损率降低近1个数量级。Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料主要的磨损机理为氧化磨损和从低载荷下的粘着-剥落磨损过渡到高载荷下的磨粒磨损。     

工艺参数对热等静压制备的3Y-TZP陶瓷性能的影响

对常压预烧结(1.350℃×4 h)后的3Y-TZP陶瓷试样进行热等静压烧结,系统研究烧结温度和压力对陶瓷的烧结性能、力学性能以及相组成的影响.结果表明,在高温、高压下对3Y-TZP陶瓷进行热等静压烧结,温度比压力的影响更显著.从而得到一个最佳的热等静压烧结制度:1300℃×1 h,压力150 MPa,此时试样达到最佳力学性能,HV和Kic分别为14.2 MPa和17.7 MPa·m1/2.用XRD和SEM分析3Y-TZP陶瓷的组织结构发现,烧结后3Y-TZP陶瓷中ZrO2几乎全部以四方相形式存在,且ZrO2平均晶粒尺寸在l～3μm之间,主要的断裂模式是沿晶断裂,并伴随有少量的穿晶断裂.