MgO和Y2O3对气压烧结制备氮化硅陶瓷的影响

分别添加不同量(质量分数分别为2％、4％、6％、8％、10％)的MgO粉或Y2 O3粉作为烧结助剂,经球磨混合、造粒、成型、6 MPa氮气-1750℃气压烧结制备氮化硅陶瓷,检测试样的相对密度,并分析其物相组成和显微结构.结果表明:1)MgO粉添加量为6％(w)的试样和Y2 O3粉添加量为8％(w)的试样的相对密度分别...     

氮化硅陶瓷的低温常压烧结及其力学性能

本文采用氧化镁(MgO)和磷酸铝(AlPO4)为烧结助剂,利用常压烧结工艺于1600℃制备了以α相为主相的氮化硅( Si3N4)陶瓷材料.利用XRD和SEM等对其物相组成和显微结构进行了表征,并分析烧结助剂含量对材料致密度的影响,研究氮化硅陶瓷的致密度与其力学性能之间的关系.结果表明:当AlPO4含量为20wt％ ～ 30wt％时,氮化硅陶瓷的致密度可达90％以上,抗弯强度为250～320 MPa.AlPO4在Si3N4陶瓷烧结中对提高其致密度与力学性能起到了重要的作用.     

BBS掺杂的Ca0．3（Li1/2Sm1/2）0.7TiO3微波介质陶瓷的中温烧结研究

采用传统电子陶瓷制备工艺,以42BaO-45B2O-13SiO2(BBS)玻璃为烧结助剂,制备了可以中温烧结的Ca0.3(Li1/2Sm1/2)0.7TiO3 微波介质陶瓷,对陶瓷的晶相组成、烧结性能及微波介电性能进行了系统研究.结果表明:通过液相烧结,BBS玻璃能有效降低Ca0.3(Li1/2m1.2)TiO3陶瓷的烧结温度,由1300℃降低至1000℃.XRD结果显示陶瓷主晶相为斜方钙钛矿,没有发现杂相.随着BBS添加量的增大,陶瓷的介电常数,品质因素以及频率温度系数均呈下降趋势,当BBS的添加量为10wt%时,1000℃下保温5h烧结的陶瓷的致密度、体积密度以及介电常数达到最大值,并具有良好的微波介电性能:ετ=62.5,Qf=1019GHz,τf=21.6ppm/℃.     

B2O3-CuO掺杂CSLST微波介质陶瓷介电性能研究

选用B2O3-CuO(BC)低熔点复合氧化物作为烧结助剂,采用固相法制备(Ca0.9375Sr0.0625)0.25(Li0.5Sm0.5)0.75TiO3(CSLST)陶瓷,研究了不同含量的BC对CSLST陶瓷的晶相组成、烧结性能及微波介电性能的影响.研究结果表明:随BC添加量的增多,CSLST陶瓷的烧结温度降低,陶瓷的微波介电常数εr和谐振频率温度系数(Τ)f下降,品质因素Qf明显降低.当BC添加量为5wt％时,在1000℃保温5h可烧结,此时陶瓷具有较佳的微波介电性能:εr=80.4,Q×f=1380 GHz,(Τ)f=- 32.89×10-6/℃.     

AlN-Pr2O3液相烧结SiC陶瓷

以AlN、Pr2O3做为SiC陶瓷液相烧结的复合助剂,选定不同的助剂含量(5wt％～ 20wt％)和不同的助剂摩尔比例(Pr2O3/AlN=1/3、1/1、3/1),在1800～2000℃温度下,采用热压和无压烧结的方法制备SiC陶瓷样品,并对这些陶瓷样品的性能进行了研究.实验结果表明,助剂比1/3组的样品显示出更有效地促进SiC陶瓷致密化,该组样品无压烧结最大相对密度为87％,热压烧结具有最高的相对密度96.1％、维氏硬度23.4 GPa、抗弯强度549.7MPa、断裂韧性5.36 MPa·m1/2,显微结构中可观察到晶粒拔出现象,断裂模式为沿晶断裂.     

添加剂B_2O_3对SiC/h-BN复相陶瓷低温烧结行为及性能的影响

以乱层结构h-BN(t-BN)和SiC纳米粉体为原料,B_2O_3为烧结助剂,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备出SiC/h-BN复相陶瓷。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析,研究烧结助剂含量对SiC/h-BN复相陶瓷的低温烧结行为、致密化、微观结构及力学性能的影响。结果表明:利用SPS低温烧结方法,添加少量B_2O_3添加剂,可有效地提高复相陶瓷的致密度和力学性能。与无添加剂烧结样品相比,烧结助剂的添加降低了样品烧结收缩起始温度,促进样品中片状h-BN晶粒的移动和重排,提高了颗粒间的结合强度。随着烧结助剂添加量的增加,复相陶瓷致密度显著增加,强度和韧性均呈现先增加后降低的趋势,在B_2O_3添加量为5%时,复相陶瓷相对密度和各项力学性能较高,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和弹性模量分别为96.92%、274.7MPa、2.91MPa·m1/2和127.2GPa,但添加过多B_2O_3,则不利于提高复相陶瓷的力学性能。     

CuO-B2O3掺杂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷烧结性能及微波介电性能的影响

研究了CuO-B2O3助剂对Ba4Sm9.33Ti18O54陶瓷的烧结性能和介电性能的影响,结果表明:通过共添加CuO-B2O3助剂(CB),陶瓷的烧结温度可以从1350℃降低到1050℃左右,当CB添加量达到10％时,产生第二相Ba2Cu(BO3)2,研究了CB的添加,对介电性能的影响,当CB的添加量为1wt％时,有以下微波介电性能ε=62.7,Q·f=4 270 GHz,τf=-11.1 ppm/℃.     

液相烧结氧化铝陶瓷及其烧结动力学分析

研究了CuO TiO2复相添加剂对Al2O3陶瓷烧结性能、显微结构的影响以及添加剂形成液相时Al2O3陶瓷的烧结动力学.结果显示:添加剂的加入明显地促进了Al2O3陶瓷的烧结致密度.添加剂含量对致密有明显影响,含量越高,烧结速率越快.当添加剂(CuO TiO2)为2%(质量分数),CuO/TiO2质量比为1/2时,Al2O3样品致密度最高.添加剂的存在使Al2O3晶粒发生较快生长,晶粒形貌为等轴状.通过等温烧结动力学,确定掺杂Al2O3陶瓷烧结激活能为25.2kJ/mol,表明可能是氧离子和铝离子在液相中的扩散作用控制了烧结过程.     

CaTiO3添加剂对氧化铝陶瓷烧结、显微结构及微波介电性能的影响

CaTiO3添加剂通过湿法球磨与Al2O3粉料混合,并通过无压烧结制备了氧化铝陶瓷,研究了CaTiO3添加剂对氧化铝陶瓷烧结性能、相组成、显微结构和微波介电性能的影响.CaTiO3可以使Al2O3的烧结温度降低至1450℃,但在该温度下烧结的样品由于CaTiO3的加入会产生CaAl12O19第二相.样品中存在大、小两种晶粒,根据EDS能谱分析,大晶粒主要是CaAl12O19,而小晶粒为Al2O3和CaAl12O19的混合相.添加CaTiO3有利于Al2O3陶瓷介电常数的提高,1450℃下掺杂2.5wt％ CaTiO3的氧化铝陶瓷具有较好的烧结性能和微波介电性能,相对密度可达到97.74％,εr～10.86,Q×f～ 8061 GHz.     

ZrO2陶瓷的微波烧结制备及其性能

以微波热解制备的氧化锆粉体为原料、氧化钇为烧结助剂,采用微波烧结方式制备氧化锆陶瓷,研究了不同氧化钇含量对氧化锆陶瓷的微波烧结行为、物相组成、显微结构及致密化的影响。结果表明:在微波烧结过程中,随着Y_2O_3含量的增加,ZrO_2陶瓷的物相从m-ZrO_2逐渐转变为m-ZrO_2与t-ZrO_2(c-ZrO_2)并存,且ZrO_2陶瓷的晶粒随着烧结助剂含量的增加而逐渐变小,样品致密度下降。当烧结温度为1 450℃时,微波烧结获得的未添加烧结助剂的样品致密度达到99%,远远高于传统电阻烧结所获得样品的致密度。     

3Y-TZP材料的液相烧结

通过在3Y-TZP(Tetragonal Zirconia Polycrystals stabilized with 3mol% Y2O3)中加入适当含量的硅酸盐玻璃添加剂,使其烧结温度明显降低,并且制备出具有细晶粒、高强度的四方相氧化锆增韧陶瓷材料.本文分析了添加剂对3Y-TZP材料烧结特性及显微结构的影响.发现液相烧结的3Y-TZP具有良好的抗弯强度,但韧性有待于提高.     

Sintering of LaFeO3 Ceramics

The sintering of LaFeO₃ has been studied in the temperature interval 1100–1600°C in air. The effect of cation nonstoichiometry on densification, microstructure, and phase composition is emphasized. La₂O₃ was observed to inhibit both sintering and grain growth. In Fe-excess materials, exaggerated grain growth occurred, particularly above 1430°C, where a liquid phase was formed. Postsintering swelling was observed in Fe-excess materials above 1430°C. The swelling mechanism is related to phase equilibria, which are reductive in nature and lead to the evolution of oxygen gas. The density in La-excess materials remains high up to 1600°C, but the ceramics might disintegrate in air.     

Microstructure evaluation of 3YSZ sintered by Two-Step Flash Sintering

Flash Sintering (FS) is an energy-efficient sintering technique, which allows a considerable reduction in processing time and temperature. However, a recurring problem of flash sintered samples is the microstructural heterogeneity, which occurs mostly on samples with a high surface-to-volume ratio (e.g., cylindrical samples). Thus, aiming to obtain homogeneous microstructures and smaller grain sizes, this work evaluated the application of Two-Step Flash Sintering (TSFS) in 3YSZ and compared them with samples sintered by FS. The TSFS experiments consisted of applying a first step of current density with greater magnitude (100 mA mm^-2 and 200 mA mm^-2) followed by the second step with smaller magnitude (50 mA mm^-2 and 75 mA mm^-2). In the FS experiments, a single step of current density was used (100 mA mm^-2 and 200 mA mm^-2). The Results showed that TSFS significantly reduced the microstructural heterogeneity compared to FS, promoting smaller and more homogeneous grain sizes in different regions of the samples.     

微波烧结CaZrO3陶瓷的研究

以CaZrO3为原料，利用微波等离子体烧结技术制备高密度的CaZrO3陶瓷。研究了工艺参数对CaZrO3陶瓷结构的影响。测试了CaZrO3陶瓷的性能。结果表明，微波等离子体烧结技术与常规法相比，其烧结时间明显缩短，性能有所改善。而微波功率和压力是获得优质CaZrO3陶瓷的关键。     

GdAlO3粉体的溶胶凝胶法制备工艺及烧结行为研究

以Gd2O3、Al(NO3)3.9H2O和HNO3为原料,柠檬酸为络合剂,通过溶胶凝胶法制备前驱体,经过1000℃,保温2h热处理得到了纯相铝酸钆(GdAlO3)粉体,通过谢乐公式计算,得到各种温度煅烧后粉体的平均晶粒尺寸范围为25~40nm,发现随着煅烧温度的提高,晶粒尺寸逐渐长大;通过研究GdAlO3坯体样品的恒速无压烧结曲线,发现当升温速率为5℃/min时,样品在957℃开始收缩,烧结温度为1600℃时,最大收缩率为16.17%;以烧结曲线为基础,使用基于相对收缩率的Arrhenius关系,计算得到铝酸钆的烧结激活能为22.4kJ/mol,低于氧化铝的烧结激活能,说明其会促进氧化铝的烧结。     

低温放电等离子烧结法制备氮化硅陶瓷

分别以MgO-Al2O3或MgO-AlPO4作为烧结助剂,采用放电等离子体低温快速烧结方法制备了主相为α相的Si3N4陶瓷材料.采用X射线衍射和扫描电子显微镜分析了样品的物相组成和显微结构;研究了烧结助剂及其含量、烧结温度对陶瓷样品的相对密度与力学性能的影响.结果表明:当采用4%质量分数,下同)MgO-4%Al2O3烧...     

Si3N4陶瓷气氛压力烧结（GPS）技术

本文论述了气氛压力烧结技术产生的技术前景，ＧＰＳ烧结的原理和优越性，介绍了ＧＰＳ烧结工艺的技术关键以及在材料制备中的实际应用。     

微波煅烧硅酸盐水泥的研究

用微波在1370℃,1400℃,不同生料组成下煅烧了硅酸盐水泥,并与在1450℃的电炉煅烧进行了比较.结果显示:微波煅烧比电炉煅烧的温度至少降低50℃,煅烧时间减少约70%.微波煅烧(1400℃,10min)水化活性优于电炉煅烧(1450℃,30min),强度也提高.同种生料,两种不同煅烧模式得到的熟料中,其四大矿物(C3S,C2S,C3A,C4AF)是相同的,阿利特相结构都属于Ⅲ型和Ⅰ型单斜晶系,但微波煅烧的熟料中硅酸盐矿物(C3S+C2S)总含量提高了约10%,晶体的尺寸较小且比例较高,中间相(C3A+C4AF)的含量降低了约10%,黑色中间相的尺寸有增大趋势.结果还表明,适宜的组成有利于微波烧成硅酸盐水泥,并且其矿物形成过程也不同于电炉煅烧.     

聚苯乙烯粉选择性激光烧结的支撑烧结研究

为了解决聚苯乙烯(PS)粉选择性激光烧结(SLS)成型工艺中制件成型缺陷问题,通过一系列烧结实验,分析了缺陷的种类及原因,利用"二次烧结"现象,以试样Z向尺寸高度和尺寸方差为评价指标,在最优烧结工艺参数支撑扫描速度4 500 mm/s,支撑扫描间隔为3 mm下对不同层数和类型的支撑扫描进行了对比实验。结果表明,支撑扫描可有效改善制件翘曲问题,当支撑层数为8层,支撑类型为网格型时,制件质量较好。     

Rapid Reactive Synthesis and Sintering of Submicron TiC/SiC Composites through Spark Plasma Sintering

Submicrometer TiC/SiC composites were fabricated by a rapid reactive sintering process through spark plasma sintering (SPS) technique using the carbon, titanium, and nanosized-SiC powders without any additive. It was found that the composite could be sintered in a relatively short time (8 min at 1480°C) to 97.9% of theoretical density. After sintering, the phase constituents and microstructures of the samples were analyzed by X-ray diffraction techniques and observed by scanning electron microscopy. The effect of nanosized and microsized SiC additives on the microstructure of TiC/SiC composites was investigated.