MnO2与TiO2对8YSZ低温烧结及性能的影响

以MnO2、TiO2为烧结助剂,研究了其不同用量和配比及烧结温度对8YSZ(8%Y2O3-ZrO2)烧结致密度和力学性能的影响。结果表明:加入MnO2和(或)TiO2均有利于8YSZ的烧结致密化,MnO2的助烧结作用明显强于TiO2;MnO2和(或)TiO2在1 300℃的烧结温度下进入ZrO2晶格中,其添加可提高8YSZ烧结体的硬度、抗弯强度、断裂韧性和四方相含量;8YSZ的致密度和力学性能均随烧结温度的提高而提高;当TiO2添加量由0增加到3%及MnO2添加量由3%减少到0时,8YSZ的致密度、维氏硬度和抗弯强度均逐渐降低。     

B4C含量对ZrB2陶瓷微观结构及力学性能的影响

针对ZrB₂陶瓷粉末在球磨时易掺入ZrO2,影响ZrB₂陶瓷烧结致密化的问题,添加B₄C作为烧结助剂,采用无压烧结法制备ZrB₂陶瓷材料,研究B₄C含量(w(B₄C),下同)对材料微观形貌、硬度与抗弯强度的影响。结果表明,B₄C通过与晶粒表面的ZrO2发生反应,抑制ZrB₂晶粒粗化,减小晶粒尺寸,从而提高烧结致密度。随B₄C含量增加,ZrB₂陶瓷的晶粒尺寸和相对密度逐渐增大,抗弯强度和硬度先升高后降低。当w(B₄C)为7%时,ZrB₂晶粒细小,材料的抗弯强度和硬度(HV)达到最大,分别为242 MPa和12.65 GPa。w(B₄C)增加至9%时,出现晶粒异常长大,材料力学性能下降。     

凝胶注模法制备碳纤维/氮化硅复合材料的微观结构与力学性能

通过化学气相沉积在短碳纤维表面制备C/Si C复合涂层,然后采用凝胶注模法制备纤维体积分数分别为2%和4%的Cf/Si3N4复合材料,利用X射线衍射与扫描电镜对该材料的物相与组织结构进行分析,研究短碳纤维对Si3N4陶瓷力学性能的影响。结果表明:随碳纤维体积分数增加,Cf/Si3N4复合材料的密度和抗弯强度降低,但断裂韧性明显提高。当纤维体积分数为4%时,材料的断裂韧性达到8.91 MPa·m1/2,比氮化硅陶瓷提高1.6倍,材料主要由长柱状的β-Si3N4基体、C/Si C涂层及碳纤维组成,碳纤维表面的C/Si C双涂层可防止高温下碳纤维与氮化硅基体发生反应,使碳纤维与氮化硅基体界面结合良好,以提高材料韧性并保证有合适的强度,满足功能材料在一定条件下的使用要求。     

SPS工艺制备SiCp/Si3N4复相陶瓷及其力学性能的研究

使用Si3N4、SiC陶瓷微粉为原料,氧化铝(Al2O3)和氧化钇(Y2O3)为烧结助剂,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了SiC/Si3N4复相陶瓷,并研究了SiC的添加量、SPS的 烧结温度、压力和保温时间等参数对烧结试样相对密度、力学性能及显微结构的影响.结果表明,SiC颗粒补强增韧Si3N4陶瓷的最佳添加量为15%,相对与单相Si3N4陶瓷,维氏硬度提高了6.6%,断裂韧性提高了5%,抗弯强度提高了24%,样品晶粒比较均匀,SiC颗粒诱发穿晶断裂和钉扎效应提高了基体的断裂韧性.     

原位合成TiB2对B4C/2024Al合金复合材料组织与力学性能的影响

在B4C粉末中加入5%高纯TiO2,经过压制和烧结制备B4C-TiB2陶瓷预制体,然后在氩气气氛中1 200℃下浸渗2024铝合金制得B4C-TiB2/Al合金复合材料。对该复合材料进行力学性能测试、X射线衍射分析、显微组织观察和断口分析。结果表明:该复合材料主要由B4C,Al,Al3BC和AlB2相组成,原位合成的TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性显著提高,分别达到361 MPa和7.49 MPa m1/2,增幅分别为14.6%和11.5%,但密度变化很小。原位合成TiB2使B4C/Al合金复合材料的抗弯强度和断裂韧性提高主要来源于金属铝塑性变形的裂纹桥接机制、TiB2细化晶粒及微裂纹引起的主裂纹偏转分叉机制。     

ZrO2/Si3N4颗粒增强MoSi2基复合材料的显微组织和力学性能

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同体积分数的MoSi2及其复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能.结果表明:10%ZrO2/20%Si3N4/MoSi2复合材料的致密度、显微硬度、抗压强度、断裂韧性分别为92.3%、15.17 GPa、2105 MPa、6.61 MPa·m1/2.与20%ZrO2/MoSi2复合材料相比,断裂韧性下降2.9%,显微硬度和抗压强度分别提高了22.8%,13.4%;与20%Si3N4/MoSi2复合材料相比,断裂韧性提高了5.3%,显微硬度和抗压强度相近;经500℃氧化300 h,氧化增重与ZrO2和Si3N4单独增强的相近,均是纯MoSi2的1/10左右,抗氧化效果显著.     

高能球磨制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷及其组织和力学性能

以亚微米级WC粉、Al2O3粉、Cr粉、Mo粉与Ni粉为原料,采用高能球磨+热压工艺制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析材料的物相组成和显微组织结构以及断裂方式,研究粘结相Ni和陶瓷相Al2O3的含量(均为质量分数)对该材料力学性能和微观结构的影响。研究表明:金属陶瓷的抗弯强度及断裂韧性随Ni含量增加而提高,随Al2O3含量增加而降低,硬度的变化趋势则相反。当Ni含量为7%、Al2O3含量为10%时,该金属陶瓷具有良好的综合性能,抗弯强度为567 MPa,断裂韧性为7.46(MPa.m1/2),维氏硬度为15.24 GPa,基本达到现用模具材料的水平。随着Ni含量增加,金属陶瓷的断裂方式由沿晶断裂向沿晶断裂与穿晶断裂相混合的方式转变。     

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。     

热压法制备Mo_5Si_3-Al_2O_3复合材料及力学性能研究

以MoO_3粉、Mo粉、Si粉和Al粉为原料,采用机械合金化结合热压烧结法制备了Mo5Si3-Al_2O_3复合材料,研究了Al_2O_3含量对Mo5Si3-Al_2O_3复合材料微观结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料的主要物相组成为Mo5Si3、Al_2O_3和Mo3Si,其平均晶粒尺寸在51~99 nm之间,具有纳米晶结构。Al_2O_3的引入细化了晶粒,提高了复合材料的致密度和力学性能。Mo5Si3-30%Al_2O_3复合材料的致密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为99.6%、13.2 GPa、322 MPa和6.43 MPa·m1/2。     

不同烧结气氛下SiAlON/cBN陶瓷复合材料的性能研究

以Si3N4、Al N、Al2O3和c BN为原材料,采用放电等离子烧结,在氮气、氩气和真空三种不同烧结气氛下制备Si Al ON/c BN陶瓷复合材料.通过XRD、SEM及力学性能评估等手段研究了材料的物相组成、显微组织、体积密度、硬度以及断裂韧性等性能.结果表明:真空气氛下制备的Si Al ON/c BN陶瓷复合材料显微组织相对致密,具有较高的体积密度、硬度和断裂韧性.     

Si3N4基微米/纳米复合陶瓷微观组织

用扫描电镜和透射电镜研究纳米粉成分和含量对Ｓｉ３Ｎ４基纳米复合陶瓷组织的影响。ＳｉＣ（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）／Ｓｉ３Ｎ４（μ）复合陶瓷的微观组织随纳米ＳｉＣ（ｎ）或Ｓｉ３Ｎ４（ｎ）含量的增加,基体组织逐渐变细。     

Effect of Rare Earths on Mechanical Properties and Microstructures of Si3N4-based Ceramics

Si3N4-hased ceramics exhibit excellentproperties such as high strength, high corro..sion resistance, high fire resisting property andhigh thermal shock resistance. However, up tonow, the application of St3N4-based ceramicsis still limited by their poor ductility, lowtoughness and stability. Adding fiber or whisher into ceramic matrix is a useful tougheningmethod, but fiber and whisker are costly and itis difficult to homogenize them in ceramic matrix. Furthermore, ceramic powders can not fill…     

Mechanical Behaviors of ZrO2-Al2O3 Ceramic Composites with Y2O3 as Stabilizer

Forlongthebrittlenessofceramicmaterialshasstoodinthewayofindustrialapplicationanddevelop ment.However ,inrecentyears ,suchprogressasthephasetransformationtougheningofzirconia ,thedis persionofparticletougheningandthefiberorwhiskertougheninghavewellimprove…     

Effect of Y2O3 and Sm2O3 on Sintering and Mechanical Behaviors of Alumina Ceramics

The effects of Y2O3 and Sm2O3 doping on the sintering temperature, microstructure and mechanical behaviors of Al2O3 ceramics were investigated. The experimental results show that the sintering temperature can be decreased and the mechanical behavior can be improved by adding rare earth in alumina ceramics. The relative density of rare-earthdoped alumina ceramics reaches 98.8% after sintering at 1600 ℃ for 2 h, and its bending strength and fracture toughness reach 439 MPa and 5.28 MPa·m1/2,respectively.Introduction of Y2O3 and Sm2O3 in Al2O3 can restrain the growth of grains, refine the size of grains, and thus form a fine-grained structure. The fracture characteristic is the mixed modes of intergranular and transgranular fracture.     

Al2O3含量对ZrO2/Al2O3陶瓷材料微观结构和力学性能的影响

以陶瓷纺织剪刀为应用目标。开发成功ZrO2／Al2O3复相陶瓷材料，并对其微观结构和力学性能进行了研究。结果表明。随着Al2O3含量的增加，材料晶粒逐渐减小，材料中t相ZrO2的含量呈上升趋势。这有利于材料断裂韧度和横向断裂强度的提高；当Al2O3含量（质量分数）为20％左右时，ZrCh／Al2O3复相陶瓷材料的综合力学性能最佳。     

稀土氧化物复合ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

稀土氧化物可作为稳定剂、烧结助剂、掺杂改性剂加入到ZrO₂陶瓷材料中,能极大地提高和改善陶瓷材料的强度、韧性,降低其烧结温度,减少生产成本.文中简要综述了稀土氧化物ZrO₂陶瓷材料的制备及应用研究状况,包括Y₂O₃复合ZrO₂陶瓷粉体、富铈稀土氧化物复合ZrO₂陶瓷粉末、Nd₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料、Pr₂O₃\Pr₆O₁₁复合ZrO₂陶瓷、La₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Yb₂O₃复合ZrO₂陶瓷、Sm₂O₃复合ZrO₂陶瓷材料及氧化锆中掺杂多种稀土氧化物陶瓷粉体的制备和应用,分析讨论了一些需要解决的问题,并展望了稀土复合ZrO₂陶瓷制备技术及未来研究发展趋势.      

Al2O3／TiC陶瓷复合材料补强增韧机理研究

向Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷材料中分别添加１５％ＺｒＯ２、１５％ＺｒＯ２＋２２％ＳｉＣｗ，得到的ＡＴＺ和ＡＴＺＳ复合材料的弯曲强度σｆ、断裂韧性ＫＩＣ均比基体Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ增加一倍，分别提高到９８９ＭＰａ、１０．９６ＭＰａ·ｍ＾１／２和１０９４ＭＰａ、１１．２６ＭＰａ·ｍ＾１／２。用ＳＥＭ和ＴＥＭ对材料显微结构、断口形貌及界面结合情况进行观察分析表明，ＡＴＺ和ＡＴＺＳ复合材料的强韧化机制主要为Ｚｒ     

Transformation Behavior and Mechanical Properties of Al2O3/ZrO2(2Y) Ceramic Composites

The content of zirconia has a remarkable influerce on transformation behavior and mechanical properties of Al2O3/ZrO2 (2Y) composites. When 15% and 20% ZrO2(2Y) was added to Al2O3, the bending strength and fracture of the content of ZrO2 (2Y) on transformation and mechanical properties was investigated. The changes of m-ZrO2 and t-ZrO2 phases content before and after fracture were measured by X-ray diffraction quantitative phase analysis, It is shown that improvement in bending strength and fracture toughness of the Al2O3/ ZrO2 (2Y) composites is due to the phase transformation toughening mechanism of ZrO2 (2Y) and thermal expansion mismatch.     

Microstructure and Mechanical Properties of Hot Pressed TiB_2－ZrO_2 Composites

ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨｏｔＰｒｅｓｓｅｄＴｉＢ_２－ＺｒＯ_２ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＧｅＱｉｌｕ；ＨａｎＨｕａｎｑｉｎｇ；ＬｉａｎｇＸｉａｏｙｉｎｇ；ＷｕＷｅｎｆａｎｇ；ＷｕＷｅｉｈａｎｇＡｂｓｔ...