Al_2O_3–SiC复相陶瓷的摩擦磨损特性

用真空热压工艺制备了Al2O3-SiC复相陶瓷.对热压烧结的纯Al2O3以及Al2O3-SiC复相陶瓷进行了摩擦磨损实验,研究了SiC添加量对复 相陶瓷摩擦磨损性能的影响.结果表明:在压力为25 MPa,1635℃热压烧结1h,当SiC的质量含量为5%时,Al2O3-SiC复相陶瓷的耐磨性最佳,虽摩擦系数最大(0.61,Al2O3则为0.46),但磨损率(WR)仪为5×10-4mm3/(N·m).Al2O3-SiC复合材料的磨损机理为脆性断裂引起的磨粒磨损,材料的 WR与断裂韧性(KIc)和Vickers硬度(Hv)的乘积(KIc1/2HV5/8)成反比.     

Fabrication and Mechanical Property of BaNb2O6/Al2O3 Composite Ceramics

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相 BaNb2O6引入到 Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于 1350 ℃制备 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明：BaNb2O6与 Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了 Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为 10%（体积分数）时,1350 ℃无压烧结和热压烧结制备的 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为 94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和 99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到 BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相 BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

Ba(Zn_(1/3)Nb_(2/3))O_3--ZnNb_2O_6复相陶瓷的显微结构和介电性能

采用传统电子陶瓷工艺制备Ba(Zn1/3Nb2/3)O3--ZnNb2O6(BZNZ)复相陶瓷,研究了Ba(Zn1/3Nb2/3)O3(BZN)含量对BZNZ陶瓷显微结构和微波性能的影响。结果表明,加入BZN提高了陶瓷的烧结温度,陶瓷为复相结构,除Ba(Zn1/3Nb2/3)O3与ZnNb2O6两种基体相外,有新相BaNb3.6O10生成。在微波频率下,随BZN含量增多,复相陶瓷的介电常数逐渐增大,品质因数Q×f值先增大后减小,谐振频率温度系数τf沿正方向移动。当BZN摩尔分数为30%时,陶瓷的综合性能最佳:相对介电常数εr=30.76,Q×f=29 600GHz,介电损耗tanδ=1.98×10--4,τf=--2.34×10--6/℃。     

天然高岭土碳热还原制备Al_2O_3/SiC复相陶瓷粉

以天然高岭土与碳黑为原料,采用原位碳热还原法,合成了Al2O3／SiC复相陶瓷粉末,探索了一条低成本合成Al2O3／SiC复相陶瓷粉末的新途径。对合成反映的热力学过程进行理论分析和实验研究,探讨了产物的合成条件。研究表明:反映合成过程分为2个阶段,首先是高岭土的脱水阶段。然后是分解产物的还原过程。分解出的莫来石及SiO2与碳发生还原反应,产物为Al2O3和SiC。     

Y-TZP/Al_2O_3/Mo纳米复合材料的制备及其力学性能

纳米复相陶瓷材料是目前最接近于产业化的纳米陶瓷材料,已成为国际研究热点。添加金属第二相有可能同时提高纳米复相陶瓷材料的力学和摩擦学性能。为此,在钇稳定多晶氧化锆(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals,Y–TZP)/Al2O3纳米陶瓷的基础上,用ZrO2–Y2O3–Al2O3纳米复合粉体和金属Mo粉采用热压烧结的方法成功制备了Y–TZP/Al2O3/Mo纳米陶瓷–金属复合材料。研究了Mo含量对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料结构主要由晶界型、晶内型和纳米–纳米型3种类型的混合型组成,这种结构使材料具有非常高的断裂韧性,在Mo的质量分数为60%时,断裂韧性可达20.8MPa·m1/2。     

热压温度和时间对Fe_3Al/Al_2O_3纳米复相陶瓷结构和性能的影响

以自制的纳米晶Fe3Al(有序DO3结构)为增强相,纳米粉Al2O3为基体相,采用热压烧结制备了Fe3Al/Al2O3纳米复相陶瓷,研究了热压温度和时间对复相陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:复相陶瓷的相组成为Fe3Al和Al2O3。热压温度为1400℃时,部分晶粒尺寸从0.5μm增大到1μm,板片状Al2O3晶粒消失;热压时间为60min时,晶粒尺寸趋于一致,为1μm左右,呈现出较致密的准球形堆积状态。随着热压温度的升高或热压时间的延长,复相陶瓷的相对密度、Vickers硬度和断裂韧性均有不同程度的提高,最大值分别为93.31%,975MPa和8.30MPa·m1/2。对显微硬度压痕裂纹进行扫描电镜观察和分析表明:材料断裂韧性的提高,是通过对裂纹的偏转和吸收、超细晶韧化和Fe3Al的补强和增韧等方式进行的。     

ZrO_2_-3Al_2O_3-2Sio_2/SiC_n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ＺｒＯ２－３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２－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。     

Al_2O_3/TiO_2纳米复相陶瓷的增韧机理研究

纳米结构与纳米添加剂对陶瓷体的增韧是多种增韧方式共同存在的.对于1350℃烧结的ATZ陶瓷,其增韧机理为相变增韧和纳米颗粒增韧;对于1450℃的ATZ陶瓷烧结体,增韧机理主要为纳米颗粒增韧、微裂纹增韧.ATZ陶瓷体在1450℃烧结时的增韧效果优于1350℃烧结时的增韧效果.     

注凝成型工艺制备Al_2O_3-ZrO_2(3Y)-SiC复相陶瓷及其性能

研究了用注凝成型工艺制备用于太阳能热发电Al2O3-ZrO2(3Y,3%Y2O3,摩尔分数)-SiC(AZS)复相陶瓷。以SiC、纳米ZrO2和Al2O3粉体为原料,加入凝胶有机单体(丙烯酰胺)、交联有机单体(N-N亚甲基双丙烯酰胺)、凝胶引发剂(过硫酸铵)、凝胶催化剂(N-N-N′四甲基乙二胺)、分散剂(柠檬酸胺),制备了固相质量含量高达85%,黏度为52.5mPa·s的A12O3基陶瓷悬浮体,经注凝成型,1480℃烧结样品。检测了料浆及烧结样品的相关理化性能及显微结构。结果表明,悬浮体固化后颗粒仍保持原有的位置,坯体结构均匀;坯体经1480℃烧结,样品吸水率为0.98%,气孔率为1.02%,体积密度为3.843g/cm3,抗弯强度达183.3MPa,经7次抗热震(在空气中急冷,温差为975℃)实验后,样品抗弯强度为150.1MPa。抗热震实验后,抗弯强度下降18.1%,满足太阳能热发电输热管道的要求。     

纳米TiN-Al_2O_3基复相陶瓷的电学及力学性能

以纳米Al2O3和TiN为原料,以SiO2为助烧剂,热压烧结后获得TiN-Al2O3复相陶瓷。TiN-Al2O3复相陶瓷具有较优异的力学性能:三点弯曲强度最高达到565.8MPa,断裂韧性在4～6MPa·m1/2之间。复相陶瓷中立方TiN均匀地分布在Al2O3基体中,TiN颗粒主要分布在Al2O3晶界处。当TiN颗粒的体积含量为5%时,TiN-Al2O3复相陶瓷的电阻率在1012～104Ω·cm范围内,其加载电压可达0.75kV/mm。     

凝胶结合Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷性能研究

研究了凝胶结合剂对Al2O3-ZrO2二元复相陶瓷性能的影响。实验以ZrOCl2.8H2O和AlCl3.6H2O为原料,通过一定的工艺分别制得Zr(OH)4和Al(OH)3溶胶,将两种溶胶强制搅拌混合、静置水洗得到凝胶,凝胶经醇水交换、干燥、研磨和煅烧制得Al2O3-ZrO2复合粉。将凝胶按照一定的比例加入到Al2O3-ZrO2复合粉中混合后半干压成型,分别在1630℃、1650℃、1780℃、1800℃下保温3小时烧成并测定其性能。结果表明:当凝胶结合剂的添加量为15%时,烧成温度大幅度降低至1650℃,此时试样有最佳力学性能和抗热震性能,试样的显气孔率为3.7%,体积密度为4.53g/cm3,耐压强度达到488Mpa,抗热震次数4次。     

Al2O3/BN复相陶瓷的R曲线特性

采用压痕-强度法测定了Al2O3／BN复相陶瓷的阻力曲线。结果表明;该复相陶瓷具有良好的耐接触损伤性能,呈现出上升的阻力曲线效应,显示出增强的抗裂纹扩展能力。而对应的Al2O3单相陶瓷的阻力曲线为一水平直线。分析认为：超细弥散的h—BN与基体之间模量及热膨胀失配会在h—BN的弱结合层间产生微开裂,有助于抑制主裂纹的失稳扩展,这是Al2O3／BN复相陶瓷具有优良耐损伤性能和上升型R曲线效应的主要原因。     

ZrSiO4/Al2O3烧结氧化铝-莫来石复相陶瓷微观结构的研究

将氧化铝和锆英石混合物试样分别在1350℃、1550℃下烧成，结果发现在1350℃烧成、保温3h的样品中有莫来石生成，而在1550℃烧成、保温3h的情况下却未发现莫来石生成，本文对此作了分析和探讨。关键词：氧化铝一莫来石，复相陶瓷，微观结构。     

气压烧结TiB2-Al2O3复相陶瓷的显微结构与力学性能

以2.5%(质量分数,下同)Ni为助烧剂,用气压烧结方法分别制备了含20%,30%和50%Al2O3的TiB2-Al2O3复相陶瓷.通过扫描电镜观察样品的形貌,并研究了Al2O3含量对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:金属Ni能有效地促进材料的致密化;随着Al2O3含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性增加,弹性模量出现峰值,Vickers硬度降低,Rockwell硬度变化不大.在加入30%Al2O3时,得到了显微结构均匀,性能较好的TiB2-Al2O3复相陶瓷,其抗弯强度可达520MPa,弹性模量达339GPa,Rockwell硬度达92.6.     

Cr2O3添加对ZTA复相陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用无压烧结制备ZTA复相陶瓷,探究Cr2O3的添加对ZTA复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:Cr2O3会促进Al2O3晶粒的生长,并出现长条状Al2O3晶粒;随着Cr2O3的增加,复相陶瓷的密度、硬度、断裂韧性均呈现先增大后减小趋势.在Cr2O3添加量为0.6％时具有最佳性能,但过多的Cr2O3会使陶瓷内部...     

FeMo-Al2O3复相陶瓷的制备及其力学性能

采用FeMo70合金和α-Al2O3粉体为原料,在1600 ℃保温2 h下埋炭无压烧结制备得到FeMo-Al2O3复相陶瓷.研究了FeMo70合金微粉的加入量对FeMo-Al2O3复相陶瓷的物相组成和力学性能的影响.结果表明,FeMo-Al2O3复相陶瓷中主要以α-Al2O3、Fe2Mo和Fe6Mo7N2三种物相形式存在.添加FeMo70合金后,Al2O3基体平均晶粒尺寸由4 μm增大到15 μm左右.FeMo-Al2O3复相陶瓷的洛氏硬度和断裂韧性均随FeMo70合金加入量的增加呈现出先增大后减小的趋势,且当FeMo70合金的加入量为13wt%时洛氏硬度(HRA)和断裂韧性(KIC)达到最大值,分别为88.3和3.7 MPa·m1/2.     

热压烧结制备AlN-Al2O3复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料,Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备出AlN-30%(质量分数)Al2O,复相陶瓷:运用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征复相陶瓷的相组成及显微结构.研究了烧结温度对AlN-Al2O3复相陶瓷的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响.结果表明:在1 ...     

复相陶瓷

从陶瓷发展历史过程与相应社会发展需求说明复相陶瓷的研究是当前结构陶瓷发展的重要研究方向之一。简要介绍了复相陶瓷的组份设计的主要依据是物理化学性能上相互匹配,以及制备科学和工艺方案选择合理性。从近年来对复相材料的研究发展举出若干成功例子,其中以纳米级复合材料性能更佳,可能是发展高强高韧结构材料的一个主要方向。最后对复相陶瓷的强化增韧机理加以综述。     

ZrO_2-SiO_2-Al_2O_3系复相陶瓷制备及其耐磨性试验研究

利用等离子分解锆英石(PDZ)和锆英粉与Al_2O_3反应烧结制务了ZrO_2－SiO_2－Al_2O_3系复相陶瓷。利用XRD、SEM、反应显微镜、显微硬度计等测试手段,对烧成试样的物相相成、显微结构、显微硬度、气孔状况及耐磨性进行了测试分析与讨论。研究结果表明：含镁助剂的加入促进了反应烧结;由PDZ制备的试样的性能优于锆英粉原料的试样;较佳的原料配比为No.4即Al_2O_3:PDZ=3:1,其耐磨性优于氧化铝质研磨体;适宜的烧成温度范围是1580℃～1600℃。     

Al_2O_3-TiCN/Co-Ni复合材料制备及力学性能

用真空热压烧结法制备了Al2O3-Ti C0.5N0.5/Co-Ni复合材料,用扫描电子显微镜、能谱仪、电子万能试验机和Vickers硬度仪等测试分析了不同烧结参数对样品显微组织及力学性能的影响。结果表明:当烧结温度1 650℃,压力25 MPa,保温时间30 min时,样品的相对密度、抗弯强度(σmax)、断裂韧性(KICmax)和Vickers硬度(HV)的最大值分别达到99.6%,σmax=1 100 MPa,KICmax=10.5 MPa·m1/2和HV=23.7 GPa,样品断口形貌存在混晶断裂特征。