液相烧结Al2O3/3Y-TZP复相材料的致密化与力学性能

以CaO-MgO-SiO2玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料.研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响.结果表明:由于CaO-MgO-SiO2玻璃具有较小的液相粘度,因而对材料的致密化有较大促进作用,可使材料在1 500℃获得致密.烧成温度和材料组成均对Al2O3和ZrO2的平均晶粒尺寸产生影响.显微结构中少量的Al2O3和ZrO2晶粒为晶内分布.引入烧结助剂降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能,在最佳条件下,样品的抗弯强度可达到778 MPa.     

液相烧结氧化铝和氧化钇稳定四方氧化锆复相材料的显微结构与力学性能

以TiO2，MnO2及CaO—Al2O3-SiO2玻璃为烧结助剂，利用液相烧结法制备了氧化铝和3％氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助荆对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明：除TiO2可与ZrO2晶粒形成部分固溶外，烧结助剂主要以晶间玻璃相的形式存在，并影响了Y2P3在ZrO2晶粒中的分布。烧结助荆的引入显著促进材料的致密化，降低了烧结温度，使材料具有细晶结构，因而具有良好的力学性能。     

添加物对LaCrO3材料烧结的影响

以钙质铬酸镧微粉为主原料,研究了分别添加ZrO2、CaO、MgO、SiO2或Al2O3五种微粉对铬酸镧材料烧结的影响。通过测定试样的体积密度、显气孔率,并借助电镜观察分析,对铬酸镧材料的烧结性进行了探讨。结果表明:在铬酸镧材料中分别添加ZrO2、CaO、MgO、SiO2或Al2O3,均能促进材料的烧结,使材料达到致密,并能使烧结温度降到1650℃。从显微结构看,添加ZrO2、MgO或CaO的铬酸镧烧结体,晶粒以固-固结合为主,而添加SiO2或Al2O3的铬酸镧烧结体晶粒间则以液相结合为主,且结构中有较多的封闭气孔。当温度再升高时,由于铬离子的挥发以及具有较低体积密度的相的生成,反而会使铬酸镧材料的密度下降。     

液相烧结 3Y-TZP 陶瓷的相组成与力学性能

以 CaO-MgO-SiO2 玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了物质的量分数为 3% 氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷(3Y-TZP).研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构、相组成及力学性能的影响.结果表明:烧结助剂的引人显著降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶显微结构,并对材料的相组成产生影响,同时也使材料具有良好的力学性能.材料的力学性能主要与其致密化程度有关,在最佳条件下,材料的抗弯强度和断裂韧性可分别达到 691MPa 和6.6MPa·m1/2.     

液相烧结8YSZ陶瓷的性能研究

以Bi2O3为烧结助剂,利用液相烧结法制备8YSZ陶瓷材料,研究了烧结助剂对材料致密化、相组成、显微结构、力学性能及电学性能的影响.结果表明:烧结助剂的引入显著促进了材料的致密化、降低了烧结温度;引入烧结助剂Bi2O3后,使得ZrO2中的Y2O3含量减少,以致出现了含有单斜相氧化锆的第二相;而材料的致密化和单斜相氧化锆的出现,又使其具有良好的力学性能,同时对电学性能也有一定的影响.     

高熔点复合氧化物陶瓷的相可控低温烧成

提出以玻璃陶瓷的母体玻璃作为烧结助剂,低温液相烧结复合氧化物陶瓷的技术思路。研究了BaO–Al2O3–SiO2(BAS)玻璃的高温黏流特性和降温析晶特性,以确定其液相烧结工艺。以BAS玻璃作为烧结助剂,由液相烧结制备了Y2Si2O7,Y2SiO5,3Al2O3·2SiO2或La2Zr2O7复合氧化物陶瓷。结果表明:采用钡长石玻璃陶瓷的母体玻璃作为烧结助剂,可实现高熔点复合氧化物陶瓷的低温烧成,能制备以设计的复合氧化物为主晶相,母体玻璃析晶得到钡长石为次晶相的复合氧化物陶瓷。     

CaZrO_3材料的合成和抗Al_2O_3沉积的研究

采用反应烧结法合成了以CaZrO_3为主晶相的ZrO2－CaO合成料，适当提高CaO／ZrO2比或引入SiO2能有效提高合成料的致密化程度。ZrO2－CaO－C材料与铜液接触时，可通过CaZrO3分解产物CaO与钢液中脱氧生成物Al2O3反应生成低熔点相而起到抗Al2O3沉积的作用。     

ZnO和Na2O对CaO-B2O3-SiO2介电陶瓷结构与性能的影响

研究了烧结助剂ZnO和Na2 O对CaO -B2 O3 -SiO2 (CBS)系微波介质陶瓷介电性能、相组成及结构特性的影响。烧结助剂ZnO在烧结过程中与B2 O3 及SiO2 生成低熔点玻璃相 ,有效地降低了材料的致密化温度 ,烧结机理为液相烧结。碱金属氧化物Na2 O虽然能够有效降低材料的烧结温度 ,但会破坏硅灰石晶体结构 ,引起材料微波性能显著降低。通过实验 ,制备出了具有优良微波介电性能的陶瓷材料 ,适用于LTCC基板及滤波器等高频微波器件的生产     

少量掺杂Al2O3、SiO2的Mg-PSZ陶瓷材料的液相烧结

通过在Mg-PSZ陶瓷材料中少量掺杂Al2O3或SiO2,可使材料在较低温度(≤1550℃)下实现液相烧结,使材料的烧结温度大幅度降低.随Al2O3、SiO2掺杂量摩尔分数在1%～4%范围内增加,材料中m-ZrO2相组成增加,相应的烧结密度降低.所形成的镁铝尖晶石相多分布于ZrO2晶粒间,而形成的镁橄榄石相多镶嵌于ZrO2晶粒内.     

含复合晶核剂CaO–MgO–Al2O3–SiO2微晶玻璃析晶与性能

采用高温熔制法制备了含复合晶核剂的CaO–MgO–Al2O3–SiO2(CMAS)微晶玻璃,并借助差热分析、X射线衍射、扫描电子显微镜分析了复合晶核剂组成对CMAS微晶玻璃的析晶和性能的影响规律。结果表明:复合晶核剂CaF2+TiO2能使CMAS玻璃的析晶活化能E降至329.2kJ/mol,且促进晶体快速生长;CaF2+P2O5可促进大量晶核生成,使晶体生长指数n增至2.87,从而实现CMAS玻璃整体析晶;CMAS微晶玻璃的主晶相为钙长石和透辉石,形状为长条状,TiO2和ZrO2的加入对主晶相种类和形状没有影响,但P2O5加入后玻璃不能析出透辉石晶相,而是辉石晶相,并产生许多细小晶粒;含复合晶核剂的微晶玻璃均具有较高Vicker硬度(7.0GPa以上),但引入CaF2+TiO2+P2O5时,微晶玻璃的Vicker硬度较低,这主要是晶粒排列不致密所致。     

MgO、Y2O3添加剂对原位反应制备ZTM/A12O3材料性能的影响

本文主要探讨了MgO、Y2 O3 添加剂对原位反应制备ZTM/Al2 O3 材料常温力学性能的影响。实验表明 :MgO可明显提高材料的烧结致密度 ;Al2 O3 的含量越高 ,MgO的添加越有利于材料常温抗弯强度的提高 ;MgO对材料韧性的贡献小于Y2 O3 ;Y2 O3 可明显改善材料的韧性 ,但对常温抗弯强度的提高作用不大 ;对烧结致密化的作用小于MgO。Y2 O3 改善材料韧性的原因是与ZrO2 形成固溶体。     

烧结助剂对硼硅钙微晶玻璃结构和介电性能的影响

研究了烧结助剂P2O5和ZnO对CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉末的助烧作用及其对材料的相组成、显微结构和介电性能的影响.结果表明:未添加烧结助剂在1000 ℃烧成的样品晶粒粗大(1～3 μm),且结构疏松.复合添加2%(质量分数,下同)P2O5和0.5%ZnO后,850℃烧成的CBS微晶玻璃中,包含有β-CaSiO3,α-SiO2和CaB2O4 3种晶相,晶粒发育细小均匀,粒径为0.5 μm左右,具有一定量的玻璃相,且结构致密.加烧结助剂制得的样品在10 MHz下,相对介电常数εr为6.38,介电损耗tanδ为0.001 8.加复合烧结助剂P2O5和ZnO有效地降低了CBS玻璃粉末的烧结温度(低于900 ℃),可实现银、铜电极共烧.烧结助剂的作用机理是P2O5促进了液相的生成,ZnO则具有提高液相的粘度,增大烧结温度范围,细化晶粒和防止样品变形的作用.     

高岭土尾矿微晶玻璃的烧结与晶化

本研究对高岭土尾矿为主要原料制备的CaO－Al2O3－SiO2系统玻璃进行了烧结收缩试验,借助X射线衍射分析了影响烧结致密化过程的因素;探讨了玻璃组成对烧结和晶化的影响,采用合适的玻璃组成,用烧结工艺获得了主晶相为β-CaO·SiO2的高岭土尾矿微晶玻璃。     

MO对B2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶性能的影响

研究了添加BaO、CaO、MgO对B2O3-Al2O3-SiO2系统玻璃析晶性能的影响。用DSC测试了玻璃的析晶温度，用XRD分析了玻璃析晶后的晶相组成，用SEM观察了析出晶粒的形貌特征。结果表明：BaO、CaO均可有效促进BAS玻璃的形成，而MgO易导致玻璃分相。MO-BAS玻璃的析晶温度在770～810℃之间。添加BaO时析出的主晶相为硼酸铝（Al18B4O33）和少量勃来石（Al16B6Si2O37），以针柱状晶为主。用CaO替代BaO，析出的主晶相不变，但析晶能力增加，以细小的粒状晶为主。添加MgO时析出的主晶相为偏硼酸铝（Al4B2O9）和勃来石，晶粒较粗大。     

ZrO2和Ni复合掺杂对Al2O3陶瓷结构及性能的影响

利用非均相沉淀包覆-热还原工艺制备粒径分布均匀、表面光滑的球形Al2O3/ZrO2/Ni,Al2O3/Ni,Al2O3/ZrO2复合结构粉体,再经真空热压烧结得到相应的复合陶瓷.通过X射线衍射和扫描电镜对前躯体、热还原粉体及烧结陶瓷的成分及结构进行了表征,并对陶瓷的力学性能、介电常数进行了检测和分析.实验结果表明:金属Ni的引入抑制了Al2O3的致密化,细化了晶粒,强化了氧化铝晶界,使氧化铝发生穿晶断裂而起到增韧效果;ZrO2对Al2O3陶瓷致密化及细化晶粒作用不明显,但通过相变增韧或形成弱界面起到了较好的增韧作用;Al2O3/ZrO2/Ni复合材料的断裂韧性增加值并未高于Al2O3/Ni和Al2O3/ZrO2 2种复合材料断裂韧性增加值之和,但增强了空间电荷的极化,使复合材料具有较高的介电常数.     

MgO/MgF2掺杂对Al2O3陶瓷烧结、显微结构及微波介电性能的影响

采用搅拌混合法和无压烧结工艺,制备了Mg2+浓度为500 ppm的MgO掺杂和MgF2掺杂的Al2O3陶瓷,系统地研究了MgO和MgF2掺杂对Al2O3陶瓷致密化、显微结构和微波介电性能的影响.研究结果表明:与MgO掺杂相比,MgF2掺杂在较高温度下能更加有效地促进Al2O3陶瓷的致密化.在1550℃烧结条件下,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷比MgO掺杂的Al2O3陶瓷的晶粒更大,同时介电常数也更高.但另一方面,MgF2掺杂的Al2O3陶瓷介电损耗也远比MgO掺杂的Al2O3陶瓷要高.同时简单分析了造成此现象的原因.     

MgO–Al_2O_3–CeO_2复合烧结助剂对放电等离子烧结氮化硅陶瓷致密化和性能的影响

以MgO–Al_2O_3–CeO_2复合体系为烧结助剂,采用放电等离子烧结工艺制备氮化硅陶瓷。研究了MgO–Al_2O_3–CeO_2含量、烧结温度对氮化硅陶瓷显微结构及力学性能的影响;探讨了复合烧结助剂作用下氮化硅陶瓷的烧结机理。结果表明:当混合粉体中Si_3N_4、MgO、Al_2O_3和CeO_2的质量比为91:3:3:3、烧结温度为1600℃时,氮化硅烧结体相对密度(99.70%)、硬度(18.84GPa)和断裂韧性(8.82MPa?m1/2)达最大值,晶粒以长柱状的β相为主,α-Si_3N_4→β-Si_3N_4相转变率达93%;当混合粉体中Si_3N_4、MgO、Al2O3和CeO_2的质量比为88:4:4:4、烧结温度为1600℃时,烧结体抗弯强度(1086MPa)达到最大值。     

Si3N4-MgO-Al2O3的SPS制备及其力学性能

利用氧化镁(MgO)和氧化铝(Al2O3)作为烧结助剂,采用放电等离子烧结(SPS)方法制备α-Si3N4陶瓷材料。讨论了SPS方法制备氮化硅材料的烧结行为和烧结机理,分析了烧结助剂添加量和烧结温度等影响因素与材料致密度的关系,利用XRD分析了样品的物相组成,SEM观察了样品断口的显微结构,并且测试了样品的力学抗弯强度。结果表明当烧结温度为1300~1500℃,烧结助剂含量为6%~10%时,可以制备出致密度变化范围为64%~96%的α-Si3N4陶瓷材料;当烧结助剂含量为10%时,材料在1400℃即可烧结致密,致密度可达到95%以上。烧结机理为SPS低温液相烧结。材料的力学强度为50~403MPa,并且与密度关系密切。     

高炉渣含量与热处理制度对矿渣微晶玻璃性能的影响

运用DTA、XRD和SEM等现代分析技术对CaO(MgO)—A12O3—SiO2系矿渣微晶玻璃的核化晶化温度、物相组成和显微结构进行了分析，探讨了高炉渣引入量和热处理制度的影响。实验结果表明，当高炉渣加入量为45％时，主晶相为普通辉石(CaSiO3)和透辉石(CaMg(SiO3)2)，材料结构均匀致密，性能良好。此实验的热处理工艺参数为：退火温度670℃；核化温度850℃，晶化温度970℃，各保温1h。     

CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃的低温烧结机理

研究了CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃的烧结过程、析晶机制、微观结构以及介电性能等。该材料能够在850℃的低温烧结，烧结体具有良好的介电性能（er=4.975,tgδ≤0.001,1GHz)。微观结构主要为75％－80％体积百分比的晶相（晶粒尺寸为50－100nm)，少量的残余玻璃相和气孔；主要晶相为CB（CaO.B2O3),C6S4(6CaO.4SiO2)和CS（CaO.SiO2)。该材料适用于高频电子元器件等领域。