纳米晶添加氧化铝粉体的低温烧结研究

以湿化学法制备的纳米α-Al₂O₃粉体作为添加剂,MgO和SiO₂为烧结助剂,对商用γ-Al₂O₃粉体预处理后,采用无压烧结工艺,有效的降低了烧结温度.在1450℃制备了高性能的氧化铝陶瓷,并对添加α-Al₂O₃纳米晶的作用机理进行了研究.     

低温烧结AlN陶瓷的微结构和热导率

采用CaF2，Y2O3和Li2CO3做添加剂，在低温下制备了高热导率的AlN陶瓷，通过SEM，TEM和XRD研究了AlN陶瓷在烧结过程中微结构及晶格常数的变化及其对热导率的影响。研究发现，当使用CaF2-Y2O3做添加剂时，液相对晶粒浸润性较差。不利于AlN晶格的纯化。而添加Li2O-CaF2-Y2O3的AlN陶瓷在烧结温度之前已经完成了液相的重新分布，液相与AlN晶粒之间有较好的浸润性，这促进了AlN陶瓷的致密化和AlN晶格的纯化，有利于获得较高的热导率。     

微波介质陶瓷材料的低温烧结

低温共烧陶瓷材料是目前微波介质材料发展的主流.综述了低温共烧陶瓷材料的性能要求和4种降低材料烧结温度的方法,并探讨了各种低温烧结途径的优点和不足,同时指出了目前低温共烧陶瓷材料研究中需解决的主要问题以及今后主要的发展方向.     

放电等离子超快速烧结氧化铝力学性能和显微结构研究

本文介绍用和电等离子超快速烧结方法制备的氧化铝陶瓷的力学性能和显微结构特征，超快速烧结的升温速率为６００℃／ｍｉｎ，在烧结温度不保温，迅即在３ｍｉｎ内冷却至６００℃以下，与保温时间为２ｈ的无压烧结相比，可降低烧结温度和提高样品密度。力学性能研究结果表明，用放电等离子超快速烧结方法制备的纯氧化铝陶瓷的抗弯强度高达８００ＭＰａ以上，比通常氧化铝陶瓷的抗弯强度高出一倍，用ＳＥＭ研究了在不同温度下超快速烧     

MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷烧结温度的影响

用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1300℃下获得了相对密度为95%的氧化铝陶瓷。研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷力学性能、显微结构的影响。通过比较在添加相同质量MnO2、MgO的情况下,添加不同质量的TiO2对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。结果表明,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,尤其Al2O3+0.5%MgO+3%MnO2+3%TiO2体系烧结效果最好,晶粒分布均匀,几乎无晶粒异常现象,平均粒径为1μm,烧结体密度达到3.78g/cm3。     

单晶与多晶氧化铝陶瓷材料断裂性能与陶瓷基复合材料

有关多结晶氧化铝陶瓷的断裂力学性能,在国内外已有较深入的研究,但是关于单结晶透明氧化铝陶瓷的断裂力学研究目前尚未见有任何报导、对其断裂机理也尚在探讨。本课题为了开发单晶氧化铝陶瓷作为人工心脏瓣膜的生物医学工程研究,首先测定了两批共10件氧化铝单晶陶瓷材料的断裂韧性值,提出单晶陶瓷三维微裂纹扩展模式,在观察大量电子显微镜图片的基础上阐明陶瓷材料的微观断裂机理,进而提出增加陶瓷韧性之复合材料途径。     

放电等离子超快速烧结氧化铝力学性能和显微结构研究

本文介绍用放电等离子超快速烧结方法制备的氧化铝陶瓷的力学性能和显微结构特征．超快速烧结的升温速率为600℃／min，在烧结温度不保温，迅即在3min内冷却至600℃以下．与保温时间为2h的无压烧结相比，可降低烧结温度和提高样品密度．力学性能研究结果表明，用放电等离子超快速烧结方法制备的纯氧化铝陶瓷的抗弯强度高达800MPa以上，比通常氧化铝陶瓷的抗弯强度高出一倍．用SEM研究了在不同温度下超快速烧结的纯氧化铝陶瓷的显微结构特征．     

预热粉体爆炸烧结单相纳米氧化铝陶瓷初步研究

采用预热粉体爆炸烧结的方法对单相纳米氧化铝陶瓷的烧结技术进行了初步研究，对纳米陶瓷的密度、不同预热温度对纳米陶瓷显微结构的影响、纳米陶瓷的ＸＲＤ谱线特征、以及纳米陶瓷的质量及其改善途径进行了分析。     

预热粉体爆炸烧结单相纳米氧化铝陶瓷的研究

采用预热粉体爆炸烧结技术制备单相纳米陶瓷,用40nm的α-Al2O3粉体作原料进行烧结试验,用高倍扫描电镜,X射线衍射分析等手段对试验结果进行了测试。最近的研究表明：纳米粉体分别经600－800度预热后进行爆炸烧结,可以得到密度为96－100％理论密度,晶粒大小在100nm以下的单相氧化铝纳米陶瓷,随着预热温度的递增,陶瓷晶粒生长有加快趋势,与常温下爆炸烧结相比,本研究的陶瓷晶粒无明显晶格变形,对陶瓷质量的影响因素及其改善途径也进行了分析。     

放电等离子烧结技术制备透明氧化铝陶瓷

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了透明氧化铝陶瓷,研究了样品在模具内部的位置对其光学性能的影响,结果表明,在模具中心处样品的直线透过率最高(波长为640nm时为51%,波长为2000nm时为84%),这主要是由于模具内部温度分布不均引起样品晶粒尺寸不同所致.     

Al_2O_3对全稳定ZrO_2显微组织的影响

本文利用ＳＥＭ、ＥＤＡＸ等测试手段，细致地研究了Ａｌ２Ｏ３对全稳定ＺｒＯ２显微组织的影响．研究的结果表明，Ａｌ２Ｏ３在全稳定ＺｒＯ２中主要分布于晶界及第二相粒子中，其在晶内的固溶度极低；Ａｌ２Ｏ３能显著地促进ＺｒＯ２晶粒的生长，从而使气孔难以消除，降低材料的密度．     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

润滑状况下Al2O3基陶瓷材料摩擦磨损性能的研究

着重研究了Ａｌ２Ｏ３基陶瓷在滴油润滑条件下的摩擦磨损特性，研究了不同载荷下Ａｌ２Ｏ３基陶瓷的摩擦磨损特性曲线，观察分析了Ａｌ２Ｏ３基陶瓷磨痕形貌及微区化学成份和磨屑的物相组成，并就轻、重载荷下Ａｌ２Ｏ３基陶瓷在不同磨损时期的磨换机理进行了探讨。结果表明；滴油润滑条件下，Ａｌ２Ｏ３基陶瓷的体积磨损量显著降低，但轻，重载荷下摩擦磨损曲线呈现不同规律，轻载荷下以疲劳磨损为主，曲线稳定上升，磨损量小，重载     

溶胶-凝胶法在3D-SiC陶瓷表面浸涂Al_2O_3薄膜的研究

以无机盐Al(NO_3)_3·9H_2O为先驱体、水为溶剂,加入不同浓度的胶溶剂HNO_3,采用溶胶-凝胶(Solgel)法制备了勃姆石(γ-AlOOH)溶胶.分别以溶液下降法和真空浸渍法在三维网络碳化硅陶瓷骨架(3D-SiC)表面浸涂γ-AlOOH溶胶,采用不同烧结制度在3D-SiC表面生成了Al_2O_3薄膜.采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了薄膜的物相和显微结构,并检测了薄膜的抗热震性.结果表明,采用真空浸渍法在3D-SiC表面浸涂加入浓度0.22mol/L HNO_3制备的γ-AlOOH溶胶能烧结形成致密平整的Al_2O_3薄膜.升高烧结温度,Al_2O_3晶粒长大,900℃时薄膜最致密且能观测到玻璃态显微结构.薄膜的抗热震性随烧结温度升高而提高.     

纳米TiO_2在Al_2O_3涂层中的特征及作用机理

通过扫描电镜、能谱仪、X 射线衍射仪分析纳米TiO_2在陶瓷材料与NiCoCrAl黏结层激光重熔等离子喷涂结合界面的扩散现象,并对纳米TiO_2在陶瓷涂层中的作用机理进行探讨.结果表明:激光重熔过程中,纳米TiO_2充当了陶瓷材料增韧介质与导热介质的角色,在起到微裂纹增韧陶瓷材料作用的同时,将激光高能束产生的热量均匀传递给周围Al_2O_3,并由于自身的熔化而起到黏结相的作用,使陶瓷涂层更加均匀致密;陶瓷材料中的纳米TiO_2明显向界面结合侧扩散偏聚并发生化学反应,实现陶瓷涂层与黏结层材料的化学结合.     

反应溅射Al2O3薄膜研究之进展

Ａｌ２Ｏ３薄膜具有良好的光学特性，高的绝缘强度，良好的抗氧化腐蚀能力，越来越受到人们的普遍重视。本文对反应溅射Ａｌ２Ｏ３薄膜的沉积过程及其抗氧化腐蚀性能进行综合评述。     

反应溅射Al2O3膜对TiAl抗高温氧化性能的影响

研究了反应溅射Ａｌ２Ｏ３膜对ＴｉＡｌ抗高温氧化性能的影响。结果表明，在８００和９００℃，Ａｌ２Ｏ３膜大大提高ＴｉＡｌ的抗性能。     

新型Al_2O_3/BCB多层薄膜复合介质材料的传输线损耗特性

本文结合功能材料Al2O3和BCB(苯并环丁烯树脂)的特点,创新性地提出了Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构的衬底,利用Al2O3高介电常数的优点和BCB薄膜工艺制备厚度的灵活性实现了低传输损耗。本研究采用与CMOS相兼容的半导体制造工艺在三种不同衬底(Si、Si/BCB和Si/Al2O3/BCB)上制作了CPW结构的传输线,通过仿真、测量、比较和分析其传输损耗特性得出Si/Al2O3/BCB多层薄膜复合结构衬底有效地降低了普通硅衬底的高频损耗(20GHz时CPW传输线的损耗为1.18dB/mm),实现了微波毫米波电路低损耗传输线,具有广泛的应用前景。     

SiC晶须增韧Al_2O_3及ZrO_2（Y_2O_3）基陶瓷复合材料的抗热震行

采用三点弯曲及扫描电镜等方法研究了ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣｗ／ＺｒＯ３（Ｙ２Ｏ３）及ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷复合材料的抗热震性．结果表现ＳｉＣｗ的加入使Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）以及Ａｌ２Ｏ３＋ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）基体的抗热震性显著提高，Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料的抗热震性明显优于ＺｒＯ２（Ｙ２Ｏ３）陶瓷基复复合材料．同时发现在Ａｌ２Ｏ３十ＳｉＣｗ材料基础上再加入少量ＺｒＯ２（２Ｙ）颗粒（１０Ｖｏ１％），也可进一步提高Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＣｗ材料的抗热震性．     

激光合成Al_2O_3－WO_3陶瓷的电子显微分析

本文利用透射电镜（ＴＥＭ）及能量色散Ｘ射线衍射分析（ＥＤＡＸ）技术对激光合成的Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３陶瓷材料进行分析．ＴＥＭ分析表明，在Ａｌ２Ｏ３－ＷＯ３材料的胞状结构中，Ａｌ２Ｏ３形成柱状单晶且Ｃｏ轴平行生长轴，Ａｌ２（ＷＯ４）３及ＡｌｘＷＯ３位于Ａｌ２Ｏ３柱状晶间界；非平衡相ＡｌｘＷＯ３中存在畴及超晶格结构，Ａｌ３＋对ＷＯ３母体网格Ａ位占位是有序的．ＥＤＡＸ结果则指出合成材料Ａｌ２Ｏ３晶粒中Ｗ杂质的浓度随配料ＷＯ３含量的增加而增大；样品合成过程中激光功率从最高值连续降低至０瓦可减少Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ的掺入量；高温下对合成样品长时间热处理可使Ｗ杂质从Ａｌ２Ｏ３中释放出．材料电性质测试结果表明，材料电阻率与其中Ａｌ２Ｏ３晶粒Ｗ含量紧密相关，Ｗ的含量越高，材料电导率越大．