Al2O3/Y-TZP复相陶瓷的力学性能及耐磨性

通过常压烧结制备了Al2O3/Y-TZP复相陶瓷,研究了Al2O3含量对材料力学性能及耐磨性的影响。体积分数为35%Al2O3的Al2O3/Y-TZP复相陶瓷具有相对高的韧性(12.5MPa·m1/2)和较低的磨损率(9.2×10-6mm3/(m·N))。     

ZrB2对Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷室温力学性能影响

Al2O3陶瓷具有优异的室温和高温性能,但其脆性大,断裂韧性较低,限制了其应用.采用热压烧结工艺制备了应用于不同环境的Al2O3-ZrB2-SiC复相陶瓷(简称AZS),主要研究不同含量的ZrB2对Al2O3-SiC基陶瓷性能的影响.力学性能研究发现,当Al2O3陶瓷中ZrB2和SiC的体积百分比分别为20％和5％时,AZS3陶瓷具有最高的强度和韧性,分别为508.5MPa和6.65MPa· m1/2,相比纯氧化铝陶瓷的468.6MPa和5.56 MPa· m1/22提高了8.5％和19.6％.     

低温烧结SiC-Al2O3-Y2O3复相陶瓷的研究

以SiC微粉为主要原料，添加适量氧化物复合烧结助剂在相对低的温度下烧结制成性能优良的精细SiC复相陶瓷材料，能满足耐磨陶瓷部件、机械密封件的使用要求，生产成本低，具有较强的实用价值。     

添加ZrO2对Al2O—SiC系复相陶瓷力学性能的影响

通过ZrO2强化增韧Al2O3-SiC系陶瓷，其复合材料的力学性能在一定程度上获得改善。ZrO2外加含量在0－40wt%范围内，复相陶瓷的断裂韧性保持上升，而其硬度则呈下降的趋势。少量添加ZrO2(≤10wt%)时，其强度得到提高，当ZrO2含量为10wt%左右，强度达到最大值；超过该含量后强度迅速下降。研究结果表明，复相陶瓷力学性能与瓷体中的二相粒子的相变增韧和热应力共配有关。X射线衍射分析研究表明，随着ZrO2含量增加，材料断口相变量增大，断裂韧性也相应提高，确是ZAS（ZrO2增韧Al2O3-SiC)复相材料中ZrO2(t)→ZrO(m)相变增韧起主要作用。当ZrO2添加含量增加时，二相粒子与基体热膨胀系数不匹配，而在复合材料中产生内应力导致瓷体强度降低，研究还表明10wt%ZrO2增韧Al2O3-SiC陶瓷是一种较佳的高温耐磨材料。     

纳米ZrO2对Al2O3陶瓷性能的影响

以纳米ZrO2,微米Al2O3为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA复相陶瓷.结果表明:纳米ZrO2的加入有利于制备细晶ZTA复相陶瓷.此外,nano-ZrO2的加入对Al2O3陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO2颗粒以"晶内型"和晶界型2种形式存在.合理的配方组成及制备工艺有利于ZrO2以四方亚稳相存在.ZrO2质量分数为30%时,其四方相质量分数可达69%,有利于应力诱导相变增韧,该ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到604MPa,6.87MPa·m1/2.     

ZrO2-Al2O3复相陶瓷的研究

以纳米ZrO 、微米Al O 为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA 复相陶瓷。结果表明:nano-ZrO 的 2 2 3 2加入有利于制备细晶ZTA 复相陶瓷。此外,nano-ZrO 的加入对 Al O 陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO 颗粒以 2 2 3 2“晶内型”和晶界型两种形式存在。合理的配方组成及制备工艺有利于 Z r O 以四方亚稳相存在。Z r O 含量为 2 23 0 w t % 时,其四方相含量可达 6 9 %,有利于应力诱导相变增韧,该 Z T A 复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到 604MPa、6.87MPa·m1/2。     

热压烧结与放电等离子脉冲烧结Al2O3-SrFe12O19复相陶瓷的研究

以Al2O3为基体掺人SrFe12O19,在温度为1200℃和1400℃、压力为30MPa下分别采用热压烧结(HP)和放电等离子脉冲烧结(SPS)制备Al2O3—SrFe12O19。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析了产物的物相和微观结构,同时对它们作了力学性能测试。试验结果表明．与HP法相比,采用SPS法制备的Al2O3—SrFe12O19复相陶瓷微观结构更致密,力学性能更好。     

添加Al2O3的Y-TZP基层状陶瓷力学性能

用15%(体积分数)Al2O3/3Y-TZP作为中间层,以20%(体积分数)Al2O3/3Y-TZP作为外层,采用干压、等静压法成型,并通过无压烧结制成了三层复合材料.通过测定材料的收缩率,对烧结收缩引起的应变进行了估算,提出:烧结收缩率也是层状材料设计的主要因素之一.实验结果表明:层状复合材料与15%(体积分数)Al2O3/3Y-TZP单层材料相比,应力方向平行于界面的抗弯强度提高了11.8%,由482MPa提高到539MPa;应力方向垂直于界面的韧性提高了21.2%,由9.9MPa*m1/2提高到12.0MPa*m1/2.     

ZrO2/Al2O3复相陶瓷的制备及性能研究

本文以工业用ZrO2和α-Al2O3微粉为原料,通过干压成型和常压烧结工艺制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷.通过检测复相陶瓷的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、烧后线变化率和热震稳定性,研究不同α-Al2O3微粉加入量及添加剂Y2O3对ZrO2/Al2O3复相陶瓷烧结性能、常温强度、热震稳定性及微观结构的影响,并通过SEM方法对烧后试样的微观结构进行表征.结果表明:系统配料中加入Al2O3会降低ZrO2/Al2O3复相陶瓷的致密度,常温强度随着Al2O3加入量增大而呈现先增大后减小趋势,然而热震稳定性有一定程度改善.Y2O3作为一种助烧剂可以促进ZrO2/Al2O3复相陶瓷结构内晶粒长大,加入Y2O3有利于增强复相陶瓷的烧结性.     

Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷烧成工艺的探讨

通过探讨烧成方法和烧成温度对Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷物相组成、显微结构的影响,结果表明：常压烧成时,材料很不致密;热压烧成时由于压力和液相的共同作用,可以破坏片状h-BN长大时形成的卡片房式结构,促使片状h-BN定向排列,缩小材料的孔隙率,提高了材料的致密度。由于h-BN的卡片房式结构的阻碍,Al2O3/h-BN自润滑复相陶瓷材料较难烧结致密,需要高温热压烧成,烧成温度初步确定在1700～1800℃之间。     

Al2O3添加量对Y—TZP陶瓷烧结及力学性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对Ｙ－ＴＺＰ陶瓷烧结及力学性能的影响，结果表明，微量Ａｌ２Ｏ３可固溶于ＺｒＯ２中而提高材料致密度，使Ｙ－ＴＺＰ的强度、耐磨性等力学性能也同时得到提高，过量Ａｌ２Ｏ３处ＺｒＯ２晶界上阻碍致密化，２０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，１５５０℃，４ｈ未能烧结，使各项力学性能明显下降。     

放电等离子烧结制备Ti/Al2O3复合材料

Ti基金属复合材料是一种新型高温结构材料.本文利用放电等离子烧结技术,在温度1250℃、压力30MPa、真空度6Pa,保温时间10min条件下,制备了相对致密度较高的Ti/Al2O3复合材料.借助XRD,SEM,EDS等测试手段对该复合材料的物相组成、界面反应、微观结构以及致密度进行了观察与分析.结果表明:利用SPS技术制备Ti/Al2O3的复合材料,晶粒细小且分布均匀,结构致密、2相之间结合状态良好,相对致密度随材料中陶瓷相含量的增多而有所降低.Ti,Al2O32相之间无明显界面化学反应发生.     

烧结工艺对Ti/Al2O3复合材料性能的影响

利用放电等离子烧结技术探讨了烧结工艺对40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料性能的影响。实验结果表明,复合材料的性能受烧结温度的影响最为显著,过度延长保温时间会使晶粒发生异常长大,材料性能降低。烧结温度1300℃,保温时间8min制备的复合材料力学性能最佳,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为1002.22MPa,19.73MPa·m1/2,18.14GPa和99.74%。     

Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能的影响

研究了Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能(高温抗折强度和抗热震性)的影响,并研究了这些性能与物相组成和显微结构间的关系.结果表明:Y2O3在Al2O3/ZrO2复合材料中起稳定ZrO2晶型、改善烧结致密化、提高高温抗折强度和抗热震性的作用.当Y2O3添加量为1%时,试样的烧结性能和高温抗折强度较佳,体积密度、显气孔率和线收缩率分别为3.27 g/cm3、21.95%和7.43%,高温抗折强度达29 MPa;抗热震性则在Y2O3添加量为0.5%时较佳,其残余强度保持率为71%.Y2O3对Al2O3/ZrO2复合材料烧结性能和热机械性能的影响与Y2O3/ZrO2固溶体的形成、Al2O3和ZrO2晶体间的结合程度及试样中微裂纹含量密切相关.     

PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料的性能

研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基体,Al/Fe_2O_3混合物为填料的复合材料的准静态压缩性能和撞击感度,探讨了不同烧结温度和不同PTFE含量对复合材料性能的影响。结果表明,随着PTFE含量以及烧结温度的增加,材料强度均呈现先增加后降低的趋势。PTFE质量分数在70%和80%的PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料在烧结温度340~370℃的范围时,能够在准静态压缩过程中产生剧烈反应,发出爆炸声和明亮的火光。370℃烧结的PTFE质量分数为70%的复合材料的撞击感度最高,特性落高值仅有37 cm,非常敏感。在同一烧结温度下,随着PTFE含量的增加,复合材料的撞击感度先增加后降低;PTFE含量相同时,随烧结温度的增加,材料撞击感度为先增加后降低。     

热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究.结果表明采用机械合金化工艺球磨60h后得到Fe-Al金属间化合物粉末.并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末.经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相.Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密.Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5 μm.随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3 Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低.Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构.     

稀土助剂Gd2O3对W/Al2O3复合陶瓷烧结性能、力学性能和屏蔽性能的影响

以微米钨粉和α-Al2O3粉为基体,Gd2O3-MgO-SiO2为改性剂,采用常压烧结方式制备了W/Al2O3屏蔽复合陶瓷,并研究了Gd2O3含量及烧结温度对复合陶瓷烧结性能、微观结构、力学性能和屏蔽性能的影响.结果表明:烧结温度为1550℃,引入1.5wt％的Gd2O3可明显提高陶瓷的致密化程度,其力学强度高达276.44 MPa,较未改性陶瓷提高了38％.并且该陶瓷对y射线有优异的屏蔽性能,半衰减厚度值仅为1.49 cm.     

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.