原位合成La_2Zr_2O_7-YSZ复合材料及高温热稳定性研究

以硝酸锆、硝酸镧、硝酸钇和柠檬酸为原料,原位合成了La2Zr2O7、氧化钇稳定氧化锆(YSZ)及其La2Zr2O7-YSZ复合材料。采用X射线衍射和拉曼光谱对样品进行分析和表征,研究La2Zr2O7、YSZ和La2Zr2O7-YSZ复合材料的物相组成与高温热稳定性。结果表明:合成的La2Zr2O7和YSZ均为单一纯相。在1 200℃煅烧6 h条件下合成的系列复合材料(物质的量比n(La2Zr2O7)∶n(YSZ)=1∶8~10∶1)中均未发现单斜ZrO2相和其他化合物的生成。在1 400℃煅烧24 h条件下合成的LZYZ11中出现单斜ZrO2相,此时La2Zr2O7对YSZ的稳定效果不大。     

V元素对TiAlN涂层高温氧化行为的影响

为了考察V元素对Ti-Al-N涂层高温氧化行为的影响,用多弧离子镀法在W18Cr4V1Co5高速钢试样表面涂镀了Ti-Al-N和Ti-Al-V-N涂层.对两种涂层试样在不同温度和不同时间下进行氧化处理.用SEM观测两种涂层的组织结构,用XRD分析其相组成,用GTA分析其升温氧化和恒温氧化动力学行为.实验结果表明,V的加入使涂层晶粒细化,组织更加致密;两种涂层均在750℃以后才测量到氧化增重;Ti-Al-N涂层的氧化转折点为920℃,超过920℃,涂层迅速氧化,逐渐失效;Ti-Al-V-N涂层在超过1000℃增重仍非常缓慢,并具有抗氧化保护的作用.V元素的加入大大降低了氧化速率,从而有效地提高了涂层的抗氧化性能.     

原位合成TiB2/Fe复合材料的高温氧化行为

采用微波烧结技术原位生成TiB₂/Fe复合材料,研究其在500℃、600℃与700℃空气中的恒温氧化行为,并对氧化膜的表面、截面形貌及相组成进行了分析。结果表明:TiB₂/Fe复合材料由TiB₂、Fe₂B和α-Fe三种物相组成。随着氧化温度的升高,TiB₂/Fe复合材料的氧化增重明显增大,均呈现抛物线型规律,在500℃时,其氧化产物主要为Fe₂O₃和Fe₃O₄,而700℃时,其氧化物为Fe₂O₃、TiO₂、Fe₉TiO₁₅及少量Fe₃BO₆组成。相同温度下,随着TiB₂含量增加,TiB₂/Fe复合材料氧化物粒径、氧化增重和氧化层厚度均减小,氧化激活能增大,其抗氧化性能也越好。      

致密 TiC-Al2O3复合陶瓷材料的自蔓延高温合成

本文通过自蔓延高温合成结合准热等静压法(SHS/PHIP)制崐备出了致密度为97.2%的TiC-Al2O3复合陶瓷. 分析了合成产物的结构、组织和性能. 结果表明,复合陶瓷由近乎球形的TiC颗粒和不规则的Al2O3相组成,TiC与Al2O3之间的界面光滑. TiC-Al2O3复合陶瓷的抗弯强度和硬度分别为510MPa和17.8GPa.     

燃烧合成AlN/ Y2O3陶瓷及致密化机理分析

采用ＳＨＳ工艺,在１００ＭＰａ的高压氮气下,制备了具有较高致密度的ＡｌＮ／Ｙ２Ｏ３陶瓷,结果显示,Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３体系的ＳＨＳ过程中,当反应温度升至１７６０Ｃ时,Ｙ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成共晶液相Ｙ３ＡＩ３Ｏ１２,发生液相烧结。随着Ｙ２Ｏ３含量的增加,上烧结作用增强２,产物致密度显著提高,抗弯强度及断裂韧性。Ａｌ－Ｎ２－Ｙ２Ｏ３主要发生在燃烧波蔓延方向,具有明显的方向性。     

SHS陶瓷内衬复合管合成及陶瓷致密化技术

本文通过比较离心SHS技术和重力分离SHS技术的合成工艺，从理论上阐述合成SHS陶瓷内衬复合管所涉及的燃烧合成、液相分离和陶瓷凝固三个重要过程，并着重探讨了SHS陶瓷内衬复合管技术研究领域中陶瓷致密化问题，提出了提高SHS陶瓷内衬复合管质量的有效途径。     

TiB2-Cu复合材料燃烧合成与二次致密化行为

采用燃烧合成技术制备了相对密度为90%左右的TiB₂-40Cu金属-陶瓷复合材料,为了进一步提高复合材料的力学性能,研究了TiB₂-40Cu金属-陶瓷高温压缩弹塑性变形行为,证明了高陶瓷体积分数下金属陶瓷在高温环境下具有一定的塑性行为。分别在1050℃、1090℃、1150℃对复合材料进行二次热压烧结,详细研究了工艺参数对TiB₂-40Cu复合材料二次热压变形、组织特征及力学性能的影响。结果表明:经过二次热压后,材料的相对密度和弯曲强度有了较大幅度的提高,在1090℃时,材料的相对密度达到了96%,弯曲强度达到605.5MPa。并从宏观和微观上分析了致密化机理,认为致密化过程是多种机制共同作用的结果。      

自蔓延高温合成/准热等静压法制备Ti3AlC2陶瓷的高温氧化行为研究

通过试验,研究了自蔓延高温合成(SHS)/准热等静压(PHIP)法制备出的Ti3AIC2陶瓷在1160～1360℃下的高温氧化行为,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法对氧化层的组成和结构进行了研究.结果表明,该材料具有优良的抗高温氧化性能,其氧化行为近似于抛物线规律.1160℃下氧化内层为Al2O3层,外层为Al2O3与TiO2的混合层.随着氧化温度的升高,氧化内层的厚度以及致密化程度均有所提高,而外层变得不连续,TiO2颗粒逐渐被Al2O3所包围.当温度升高到1360℃时,外层孤立的TiO2颗粒完全以Al2TiO5的形式存在.     

自蔓延高温合成Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷

自蔓延高温合成（SHS）是制备多孔陶瓷的一种新兴方法。作者将传统制备方法中的发泡技术引入到SHS中，以Al并口TiO2为原料，并辅助以高温发泡剂，制备出了Al2O3-TiO-TiO2复相多孔陶瓷。使用SEM和XRD进行了分析表征。宏观和金相显微观察测得Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷具有毫米级和微米级的孔梯度，用阿基米德法测得其显孔隙率为35％～50％。研究表明：添加适量的高温发泡剂可增大Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷的显孔隙率，但剂量超过0．5（摩尔分数）后，显孔隙率的变化不大；添加SiO2能够提高Al2O3-TiO—TiO2复相多孔陶瓷抗压强度，但是却会降低其显孔隙率。     

自蔓延高温合成及其经济优势分析

自蔓延高温合成工艺（ＳＨＳ）是制备高技术材料的先进方法，在经济上极具优势。同时对某些材料而言，这种工艺又是最可行的制造方法。筒述了自蔓延合成的原理和特点，分析了Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ和ＳｉＣ的ＳＨＳ工艺生产成本及其影响因素，并与传统的合成法进行了比较。     

热压烧结Ti2AlC粉体的研究

以自蔓延高温合成（又称燃烧合成）的Ti2AlC粉体为原料，研究了不同热压温度对Ti2AlC粉体的烧结影响。实验结果表明，热压烧结Ti2AlC粉料可得到致密Ti2AlC陶瓷，在压力25MPa，保温2h的条件下，理想热压烧结温度为1400℃，热压温度〉1450℃时Ti2AlC会发生分解，并出现Ti2AlC2相；烧结温度为1400℃时Ti2AlC烧结体理论相对密度为98．1％，维氏硬度4．14GPa，断裂韧性7.86MPa·m^1/2；烧结样品的密度和断裂韧性随烧结温度升高而增大，其微观晶粒片状尺寸随烧结温度的升高而增大。     

三元层状陶瓷Ti3SiC2的高温氧化行为

研究了以自蔓延准热等静压和热处理工艺制备出的高纯、致密的Ti3SiC2块体材料的高温氧化性能.采用XRD,SEM和EMPA分析了氧化膜表面形貌、组织结构和成分.研究结果表明,在1000℃的空气中,Ti3SiC2陶瓷材料具有优异的抗氧化性能,且恒温氧化行为与循环氧化行为相似.其在120h内的氧化动力学曲线趋近于直线-抛物线规律.随着氧化时间的延长,氧化膜由TiO2和SiO2混合物组成的单层结构逐渐过渡到双层结构.双层结构的内层为固溶了SiO2的TiO2层,而外层为纯金红石相.     

掺Si对热压合成Ti2AlC/Ti3AlC2的影响及理论分析

采用热压工艺以Ti、Al、Si元素粉和活性炭为原料,分别以2.0Ti/1.1Al/1.0C(摩尔比)及以0.1和0.2mol的Si取代Al,合成了Ti2AlC/Ti3AlC2块体材料.通过建立Ti2AlC、Ti3AlC2和掺Si的计算模型,计算了平均原子净电荷和平均共价键键级.结果表明:以元素粉2.0Ti/1.1Al/1.0C为原料在1450℃热压60min合成只含有非常少量Ti3AlC2的Ti2AlC材料;当Si取代Al达到0.2mol时,作用非常明显,表现为使同一温度下Ti3AlC2含量增加而Ti2AlC含量减少.另外,应用掺Si后对原子净电荷和共价键键级的影响解释了实验结果.     

高压气-固自蔓延高温合成h-BN-SiO2陶瓷材料的研究

采用高压气－固彼蔓延高温合成法制备了密度为１．７９ｇ／ｃｍ＾３的ｈ－ＢＮ－ＳｉＯ２陶瓷,其抗弯强度和硬度分别为７６ＭＰａ和２１２（ＨＶ）,分析了氮气压力和初始孔隙率对反应物点燃和产物的影响,结果发现在适当的初始孔隙率和氮气压力条件下可以得到没有裂纹的产物。     

Ni-P/CaF_2复合镀层的高温抗氧化及耐磨性能

基于化学镀 Ni- P镀层的耐腐蚀和 Ca F2 粒子的高温自润滑性能 ,设计并获得了化学镀 Ni- P/Ca F2 复合镀层 ,通过自行设计制造了用于高温耐磨性能测试的试验机。研究表明 ,该镀层在高温条件下具有优异的抗氧化性能和自润滑减磨性能。而且在 70 0℃以下 ,随测试温度的增加 ,镀层的磨损量降低     

添加剂对La2Ti2O7陶瓷性能的影响

研究了ZnO,Nb2O5和H3BO3的加入对La2Ti2O7陶瓷的烧结和介电性能的影响,并对影响机理作了初步探讨.结果表明选择合适种类和数量的添加剂能够使La2Ti2O7陶瓷在1220～1300℃之间烧结.添加1%(质量分数,下同)ZnO,0.5%Nb2O5和3%的H3BO3的La2Ti2O7陶瓷的介电常数分别为48和40,介电损耗在10-4数量级;在10kHz下,介电常数的温度系数分别为-24×10-6/℃和-48×10-6/℃,是一种性能良好的介质材料.     

TiB2-金属陶瓷及其涂层制备技术的研究进展

评述了近年来对TiB2-金属陶瓷及其原位合成技术的研究进展。从其烧结工艺、显微结构及其在涂层中的原位合成制备技术等方面进行了分析和讨论。指出了目前限制TiB2-金属陶瓷广泛应用的主要问题：原料价格昂贵、烧结工艺复杂、难以致密化，同时，涂层的力学性能有待进一步提高，并提出了解决上述问题的可行途径。     

新型Ti_3AlC_2-Al_2O_3/TiAl_3复合材料的组织结构与性能

利用Al-TiO2-TiC体系,通过机械球磨和反应热压制备出Ti3AlC2与Al2O3两相原位内生成增强TiAl3金属基复合材料。借助DSC、XRD、SEM和TEM研究了复合材料的反应机制、显微组织、力学性能及抗氧化性能。结果表明,球磨50h后的复合粉末经1 250℃/50 MPa保温10min烧结后可得到组织均匀细小且致密的Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料,其密度、维氏硬度、室温三点弯曲强度、断裂韧性及压缩强度分别为3.8g/cm3、8.4GPa、658.9 MPa、7.9 MPa·m1/2和1 742.0 MPa,1 000℃的高温压缩强度为604.1 MPa。Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料的增韧机制主要包括Ti3AlC2和Al2O3颗粒的剥离、Ti3AlC2相导致的裂纹偏转和桥接以及Ti3AlC2颗粒的变形及层裂。Ti3AlC2-Al2O3/TiAl3复合材料在700~1 000℃温度区间内生成的氧化层虽不致密,但仍表现出优异的抗高温循环氧化性能。