添加Al2O3的Y-TZP基陶瓷材料研究及其应用前景

介绍了Y-TZP材料中引入Al2O3后,Al2O3对Y-TZP材料的烧结性、力学性能及老化性能的影响.简述了Al2O3/Y-TZP材料的显微结构分析及其韧性变化的理论估计.此种材料有广阔的应用前景.     

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.     

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％.     

烧结助剂添加量对微波烧结3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷性能的影响

本文分别以TiO2和MgO纳米粉体为烧结助剂,采用微波烧结技术制备了3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷.研究了烧结助剂含量对材料相组成、致密化及力学性能的影响,通过XRD分析了复相陶瓷中t-ZrO2相的相对量变化,并采用SEM观察了弯曲断裂断口形貌.结果表明:随烧结助剂添加量的增加,微波烧结复相陶瓷的致密度、硬度和弯曲强度均有所增加,均优于传统烧结性能,陶瓷颗粒更细.烧结助剂添加量为0.2wt％ MgO、0.4wt％ TiO2,在1300℃微波烧结30 min时试样的致密度为98.1％,显微硬度和抗弯强度分别达18.9 GPa和626 MPa.     

ZrO2含量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.     

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。     

ZrO2—3Al2O3—2SiO2—Al2O3／SiCn纳—微米复相陶瓷的反应烧结技术

概述复相陶瓷和纳米陶瓷的主要内容和机理,介绍反应烧结ZrO3-3Al2O3-2SiO2-Al2O3/SiCn纳米复相陶瓷技术的研究内容,技术路线,工艺原理和发展前景。     

TiN改性Al2O3纳米复相陶瓷的研究进展

Al2O3陶瓷具有高硬度、耐高温、耐腐蚀和耐磨损等优点．是应用最广泛的陶瓷之一．但脆性大．难以加工．严重限制了它的应用范围。主要介绍了TiN改性Al2O3纳米陶瓷的研究进展．与SiC、ZrO2改性Al2O3纳米陶瓷相比,TiN—Al2O3纳米复相陶瓷不仅力学性能优异,而且具有导电能力,可用于电火花加工．扩大了Al2O3陶瓷的应用范围。最后对Al2O3纳米复相陶瓷的发展前景作了展望。     

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.     

Ti3SiC2/Al2O3复合材料的制备与性能研究

以TiC／TiO2/Si／Al／Ti等为主要原料，采用热压法原位合成Ti2SiC2／Al2O3复合材料，分别探讨了Al掺入量和工艺制度对Ti3SiC2/Al2O3复合材料物相、显微结构以及性能的影响。结果表明：原位合成制备的Ti3SiC2/Al2O3复合材料与传统方法合成制备的纯Ti3SiC2材料相比，材料的硬度和致密度均有很大的提高。     

纳米氧化铝改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究

以纳米Al2O3作为填料填充改性聚四氟乙烯(PTFE),采用模压烧结成型的方法制备了不同纳米Al2O3含量的PTFE/纳米Al2O3复合材料,考察了偶联剂改性前后纳米Al2O3及其含量对复合材料硬度、摩擦系数和磨痕宽度的影响,并利用扫描电子显微镜对复合材料的磨屑和磨损表面进行了微观分析。结果表明,随着纳米Al2O3含量的增加,复合材料的硬度和摩擦系数逐渐增大,磨痕宽度先大幅下降而后略有增加。另外,相对于未改性纳米Al2O3,PTFE/偶联剂改性纳米Al2O3复合材料的硬度和摩擦系数均较低,其磨痕宽度则较高。     

钢包渣线用铝铬浇注料的使用及损毁机理

介绍了铝铬浇注料在转炉钢包渣线上的使用情况,并借助于光学显微镜和化学分析等手段对用后材料进行了分析,探讨了铝铬浇注料使用后的损毁机理。     

Y-TZP/Al_2O_3超细粉末的研究

用共沉淀法制备了3mol％Y_2O_3-ZrO_2-20Wt％Al_2O_3超细粉末。利用热分析、X射线、粒度分析仪、透射电镜和扫描电镜等研究了粉末的性能。实验结果表明:制备的粉末组分均匀,颗粒粒度为10nm,粒度分布窄,团聚体尺寸小,烧结活性高。粉末的相组成为t-ZrO_2。烧结体显微结构致密细晶,具有优异的力学性能。     

添加Cr2O3对Al2O3-TiC陶瓷烧结及纳米结构形成的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料中Ｃｉ２Ｏ３添加剂对该陶瓷材料烧结致密度和力学性能的影响。Ｃｒ２Ｏ３与ＴｉＣ在高度有化学反应发生,反应产物在高温产生的液相有助于陶瓷材料的烧结。Ｃｒ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成的连续固溶体,使Ａ２ｌＯ３晶格的活化从而也促进了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料的烧结。ＴＥＭ研究表明：Ｃｒ离子高温时在ＴｉＣ中具有较高的溶解度,降温后淀析出许多纳米级含Ｃｒ的颗粒,使Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶     

减水剂对超低水泥Al_2O_3－Cr_2O_3－ZrO_2质浇注料物理性能的影响

对添加三种有机减水剂和两种聚磷酸盐减水剂的Ａｌ２Ｏ３－Ｃｒ２Ｏ３－ＺｒＯ２质浇注料的常温物理性能、热态强度进行了对比，并用扫描电镜（ＳＥＭ）观察了其显微结构。研究表明：对于加有Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３超细粉，以纯铝酸钙为结合剂的浇注料，有机减水剂更能显著地提高其常温物理性能和高温机械性能，并改善其显微结构。     

热压Al2O3—ZrO2（6mol%Y2O3）陶瓷复合材料的组织性能研究

本文考察了全稳定ＺｒＯ２对Ａｌ２Ｏ３陶瓷的组织性能的影响。结果表明，热压Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（６ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）陶瓷材料的显微形貌与其它Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２陶瓷的几乎完全一样，小量ｃ－ＺｒＯ２的存在可促进Ａｌ２Ｏ３陶瓷的烧结并细化晶粒，从而提高材料的力学性能，但其增韧增强能力有限。大量ｃ－ＺｒＯ２的存在因其本身低的力学性能、缺乏相变韧化和存在残余拉应力而使材料的力学性能下降。     

纳米Al2O3对Zn2+的吸附性能研究

采用自制的纳米Al2O3,以火焰原子吸收光谱法为检测手段,考察了纳米Al2O3在静态条件下对Zn2 的吸附性能。结果表明,在pH=6时,纳米Al2O3对Zn2 有较好的吸附性能,吸附容量可达5 500μg/g。干扰离子Ni2 、Cu2 、Mn2 对纳米Al2O3吸附Zn2 影响较小,吸附于纳米Al2O3上的Zn2 可以用1 mol/L的盐酸洗脱,洗脱率达80%以上。     

氧化铝陶瓷凝胶注模成型工艺浆料流变性的研究

以氧化铝陶瓷为例,研究探讨了凝胶注模成型工艺中制备低粘度、高固相含量浓悬浮体的关键技术,分析讨论了氧化铝浆料的流变性特点及pH值、分散剂等因素对粘度的影响。实验表明:在pH=9,分散剂添加量为0.5%质量分数的Al2O3时,55%体积分数的氧化铝浆料的粘度为100mPa·s(D=77.48S-1)     

SiO_2微粉与Al_2O_3开始反应温度的研究

对ＳｉＯ２微粉和Ａｌ２Ｏ３细粉所制的试样在不同温度下煅烧后的强度、Ｘ－射线产量分析、红外光谱进行了研究，结果表明：它们之间反应开始于７００℃。