液相烧结氧化铝和氧化钇稳定四方氧化锆复相材料的显微结构与力学性能

以TiO2，MnO2及CaO—Al2O3-SiO2玻璃为烧结助剂，利用液相烧结法制备了氧化铝和3％氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助荆对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明：除TiO2可与ZrO2晶粒形成部分固溶外，烧结助剂主要以晶间玻璃相的形式存在，并影响了Y2P3在ZrO2晶粒中的分布。烧结助荆的引入显著促进材料的致密化，降低了烧结温度，使材料具有细晶结构，因而具有良好的力学性能。     

液相烧结Al2O3/3Y-TZP复相材料的致密化与力学性能

以CaO-MgO-SiO2玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料.研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响.结果表明:由于CaO-MgO-SiO2玻璃具有较小的液相粘度,因而对材料的致密化有较大促进作用,可使材料在1 500℃获得致密.烧成温度和材料组成均对Al2O3和ZrO2的平均晶粒尺寸产生影响.显微结构中少量的Al2O3和ZrO2晶粒为晶内分布.引入烧结助剂降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能,在最佳条件下,样品的抗弯强度可达到778 MPa.     

液相烧结Al_2O_3/3Y–TZP复相材料的致密化与力学性能

以CaO–MgO–SiO2玻璃为烧结助剂,用液相烧结法制备了氧化铝和3%氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助剂对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明:由于CaO–MgO–SiO2玻璃具有较小的液相粘度,因而对材料的致密化有较大促进作用,可使材料在1500℃获得致密。烧成温度和材料组成均对Al2O3和ZrO2的平均晶粒尺寸产生影响。显微结构中少量的Al2O3和ZrO2晶粒为晶内分布。引入烧结助剂降低了材料的烧结温度,使材料具有细晶结构,因而具有良好的力学性能,在最佳条件下,样品的抗弯强度可达到778MPa。     

ZnO对8YSZ电解质材料的烧结性与电化学性能的影响

用机械混合方法,在8%(摩尔分数,下同)Y2O3稳定的ZrO2(8%in mole yttria stabilized zirconia,8YSZ)中添加ZnO量分别为0,1%,2%,3%,4%,在不同温度下常压烧结制备了ZnO:8YSZ电解质。研究了烧结温度和ZnO含量对ZnO:8YSZ样品的烧结性、致密度、弯曲强度和电导率的影响。由ZnO:8YSZ电解质作为支撑组装了单电池,对电池的性能进行测试和评价。结果表明:在8YSZ中添加ZnO能改善8YSZ材料的烧结性,1400℃烧结2h的4%ZnO:8YSZ样品的致密度达99.9%,3%ZnO:8YSZ样品的弯曲强度超过200MPa,获得明显提高。4%ZnO:8YSZ样品在800℃下的电导率达1.68×10-2S/cm。在相同工作条件下,ZnO:8YSZ单电池比8YSZ单电池具有更好的工作性能和更高的效率,以3%ZnO:8YSZ单电池性能最好。     

液相烧结SiC陶瓷

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,热压烧结获得了致密的α-SiC和β-SiC陶瓷,研究了起始粉末的性能对烧结体的物相组成和显微结构的影响。实验结果表明,Al2O3、Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,并通过溶解和再析出机制,促进晶体生长。物相分析表明,β-SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生了β→α的相变。显微结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

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.     

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.     

溶胶-共沸蒸馏与凝胶-共沸蒸馏制备8YSZ纳米粉体对烧结性能的影响

本文采用溶胶-共沸蒸馏和凝胶-共沸蒸馏制备法出了一次粒径＜10 nm的8YSZ(Y2O3稳定的立方ZrO2.Y2O3摩尔含量8%)粉体.产物采用XRD,BET,FTIR和TG/DSC等手段进行了表征.粉体经分散后采用浸渍提拉的方法在多孔LSM(锰酸镧锶)基片上涂膜.薄膜的烧结实验表明采用溶胶-共沸蒸馏制备的粉体烧结活性很高,在1200℃下烧结就实现了完全致密化;而采用凝胶-共沸蒸馏制备的粉体烧结活性很差,1300℃下10 h仍未能烧结.造成这种差别的主要原因是凝胶-共沸蒸馏制得的粉体存在着严重的硬团聚,文中对硬团聚产生的原因和机理进行了探讨,并提出了一种避免硬团聚的方法.     

MgO掺杂8YSZ陶瓷性能的研究

以MgO为添加剂,制备8YSZ陶瓷材料,研究MgO掺杂对材料致密化、显微结构、相组成和抗弯强度的影响。结果表明:引入MgO添加剂后有利于材料的致密化。当MgO含量较少时,MgO固溶于基体中,当MgO≥7wt%时,8YSZ基体中出现第二相。添加少量MgO,晶粒尺寸增大,当出现第二相时,晶粒尺寸略有减小。材料的致密化使其具有良好的抗弯强度。     

纳米ZrO2陶瓷粉料的烧结性研究

采用共沉淀－球磨法制得纳米级氧化锆粉料，用ＳＥＭ对其烧结性作了研究，ＳＥＭ结果表明不同的烧结制度导致烧结体的显微组织有很大的差异，９００℃～１３００℃是烧结的重要阶段，这期间晶粒由大→小→大的变化，而气孔则由大→小，１３００℃时烧结体的气孔形状，数量和位置分布与烧结终期极为相似；在１３００℃以上晶粒进一步长大，气孔作自身调整直至烧结结束。     

两步烧结法制备纳米氧化钇稳定的四方氧化锆陶瓷

采用共沉淀法制备纳米氧化钇稳定的四方氧化锆（yttria stabilized tetragonal zirconia,3Y-TZP）粉体。利用X射线衍射、N2吸附–脱附等温线,透射电子显微镜对3Y-TZP粉体的物理性能和化学性能进行表征。研究了纳米3Y-TZP粉体的烧结曲线,分析了3Y-TZP素坯在烧结过程中的致密化行为和显微结构,探讨了两步烧结工艺对3Y-TZP纳米陶瓷微观结构的影响。结果表明：采用共沉淀法,在600℃煅烧2h后,可获得晶粒尺寸为13nm、晶型发育良好、团聚较少的纳米3Y-TZP粉体;采用两步烧结法,将素坯升温至1200℃保温1min后,再降温到1050℃保温35h,可获得相对密度大于98%,晶粒尺寸约为100nm的3Y-TZP陶瓷。两步烧结法通过控制煅烧温度和保温时间,利用晶界扩散及其迁移动力学之间的差异,使晶粒生长受到抑制,样品烧结致密化得以维持,实现在晶粒无显著生长前提下完成致密化。     

Densification of 8Y‐Tetragonal‐Stabilized Zirconia Optoceramics with Improved Optical Properties by Y Segregation

8% Yttria‐stabilized zironcia (8YSZ) transparent ceramics have a wide technological applications. Segregation of the Y around the grain boundaries is favored by slow heating rate. The optimized sintering parameters helped in obtaining transparent ceramics of 8YSZ with a high percentage of cubic phase in addition to the presence of tetragonal phase. HRTEM was used to verify the grain growth suppression and to observe the presence of the cubic phase. The presence of cubic phase has suppressed the grain growth, which increased the transparency in the visible and infrared region without the addition of dopants or by utilizing high pressure.     

低温烧结3Y-TZP陶瓷的微观结构与力学性能

在 3Y -TZP(tetragonalzirconiapolycrystalsstabilizedwith 3 %Y2 O3inmole)中 ,采用LAS (Li2 O -Al2 O3-SiO2 )玻璃粉料为添加剂 ,在13 0 0～ 15 0 0℃下烧结 ,材料抗弯强度可达 85 0MPa ,断裂韧性可达 8.7MPa·m1 /2 .讨论了添加剂对微观结构及材料力学性能的影响 ,得出了采用LAS作为添加剂 ,不但能显著地降低材料的烧结温度 ,又不会明显削弱材料的力学性能的结论 .     

Diffusionless Cubic-to-Tetragonal Phase Transition and Microstructural Evolution in Sintered Zirconia–Yttria Ceramics

Microstructural changes associated with the diffusionless cubic-to-tetragonal phase transition ( c–t ') in sintered ZrO₂–Y₂O₃ ceramics with 4 to 20 mol% Y₂O₃ are investigated. Ceramics containing 4 to 7 mol% Y₂O₃ that are quickly cooled from high temperatures experience cubic-to-tetragonal transformation by a diffusionless mechanism. The TEM diffraction pattern of the transformation product, t '-ZrO₂, reveals (112) reflections that are suppressed in the c -ZrO₂ phase. The microstructural features of the t '-ZrO₂ phase include antiphase boundaries and a twinned substructure in the (112) dark-field images. The (112) reflections result from the displacement of oxygen atoms in the lattice during phase transformation. With increasing Y₂O₃ content, the antiphase domain size, the tetragonality of the lattice, and the intensity of the (112) reflections decrease. When the Y₂O₃ content reaches 8 mol% or more, the (112) reflections appear, but the dark-field image shows no antiphase boundary, and the tetragonality decreases to 1. In ceramics with 14 to 20 mol% Y₂O₃, no suppressed reflection appears because the c–t transformation is fully suppressed. A model of the lattice structure is calculated and the intensity of diffraction determined experimentally; on this basis, the mechanism of diffusionless c–t 'transformation is discussed.     

少量掺杂Al2O3、SiO2的Mg-PSZ陶瓷材料的液相烧结

通过在Mg-PSZ陶瓷材料中少量掺杂Al2O3或SiO2,可使材料在较低温度(≤1550℃)下实现液相烧结,使材料的烧结温度大幅度降低.随Al2O3、SiO2掺杂量摩尔分数在1%～4%范围内增加,材料中m-ZrO2相组成增加,相应的烧结密度降低.所形成的镁铝尖晶石相多分布于ZrO2晶粒间,而形成的镁橄榄石相多镶嵌于ZrO2晶粒内.