有机先驱体法制备SiBONC陶瓷的高温性能及析晶过程

通过有机聚合物先驱体法使用四氯化硅(SiCl4)、苯甲醛(PhCHO)、烷基胺(RNH2)、三氯化硼(BCl3)为原料,对SiO2基陶瓷进行了B,C,N的原子级掺杂,并用裂解制备的纳米陶瓷粉体热压烧结制备了一种硅基复合陶瓷.在气氛烧结炉中对粉体及块体材料的热稳定性及析晶情况进行研究.粉体及块体陶瓷材料在1700℃时仍保持非晶态,其析晶温度在1800℃以上,析出的主要物相为纳米级的SiC颗粒及少量BN,其质量损失率在1900℃时为4%左右.B,C,N的原子级掺杂有效的提高了硅基陶瓷的热稳定性和硅基陶瓷的析晶温度,由于纳米SiC颗粒的析出使SiO2基陶瓷的高温力学性能得到了提高.     

有机聚合物先驱体法制备SiBONC复合陶瓷

通过有机聚合物先驱体法使用氯代硅氧烷[(SiOCl2)n]、烷基胺(RNH2)、三氯化硼(BCl3)为原料,对SiO2基陶瓷进行了B,C,N的原子级掺杂,制备了一种硅基复合陶瓷.通过有机-无机裂解转化制备了陶瓷的纳米粉体,其SiB的摩尔比为8020,将该粉体热压制备了复合陶瓷材料.通过力学分析,XRD,SEM,FT-IR,TEM等测试手段对材料的结构和性能进行了分析研究.陶瓷材料的密度在1.95 g/cm3～2.15 g/cm3之间,力学性能在1700℃,25 Mpa热压条件下达到最高,其抗弯强度为150.50 Mpa、维氏硬度为3.78GPa、断裂韧性为2.10 Mpa·m1/2.得到的复合陶瓷在1700℃时仍保持非晶态,在1800℃时有少量的纳米级SiC球形颗粒析出.分析认为B,C,N的原子级掺杂引入显著提高了SiO2基陶瓷材料的力学性能和析晶温度,十分有效的提高了陶瓷材料的热稳定性.     

SiBON陶瓷中BN晶片的析出与力学性能

在Si-O网络中掺杂B、N元素形成一种新型陶瓷材料SiBON,以便抑制SiO2析晶及提高SiO2耐热温度,并且通过从SiBON非晶粉末烧结中析出BN增强相的途径提高熔石英基陶瓷的力学性能。研究表明,烧结体物相组成为析出的h-BN和非晶态基体,其中1400、1600和1700℃烧结析出的h-BN形貌特征为近等轴颗粒、大片晶和小片晶。SiBON陶瓷具有远高于熔石英陶瓷的力学性能。强化机制为析出相对基体的界面切向压应力作用,而韧化机制为片晶的桥接和拔出。     

纳米TiN增韧SiC陶瓷的显微结构及力学性能

以纳米TiN和亚微米SiC粉体为原料,采用湿法球磨和喷雾干燥技术制备了均匀分布的SiC/TiN(np)纳米复合粉体,并通过无压烧结工艺制备出SiC/TiN(np)纳米复合陶瓷,研究了纳米TiN颗粒对SiC材料显微结构和力学性能的影响.研究结果表明:纳米TiN的引入抑制了SiC晶粒的生长,材料的断裂方式以沿晶断裂为主,裂纹产生偏转和分叉,使材料的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别达到557 MPa、21 GPa和6.6 MP·am0.5.     

纳米颗粒增强Ni基复合镀渗层的腐蚀与

采用复合镀渗工艺,对316L不锈钢表面刷镀的两种纳米陶瓷颗粒(非晶纳米SiO2(n-SiO2)和纳米SiC(n-SiC)颗粒)增强的复合镀层进行双辉Ni-Cr-Mo-Cu多元共渗处理,成功地在316L不锈钢表面制备了纳米颗粒增强Ni基合金层。利用XRD、SEM和TEM对两种复合镀渗层的微观组织进行观察,采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和冲刷腐蚀试验对两种复合镀渗层的耐蚀性和耐冲蚀性能进行研究。对两种颗粒增强的复合镀渗层的微观组织分析结果表明:在双辉多元共渗工艺(1000℃)条件下,电刷镀含n-SiO2颗粒的复合镀渗层中的SiO2颗粒仍保持非晶态;而电刷镀含n-SiC颗粒的复合镀渗层中的SiC颗粒已完全分解并与基体合金元素发生反应,导致在晶内析出三元硅化物Cr6.5Ni2.5Si和沿晶界析出碳化物Cr23C6。在3.5%NaCl(质量分数,下同)溶液中的电化学腐蚀实验结果表明:SiO2颗粒增强的复合镀渗层存在明显的钝化区,点蚀电位和维钝电流密度与Ni基合金渗层的十分接近,而电刷镀含SiC颗粒增强的复合镀渗层处于活化状态,但其耐蚀性能仍略强于不锈钢;两种复合镀渗层的EIS图谱均呈现单容抗弧特征,与Ni基合金渗...     

粉末冶金法制备纳米颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金方法,以SiC、SiO2、Al2O3和AlN等纳米颗粒为增强相,制备出Cu/SiC、Cu/SiO2、Cu/Al2O3和Cu/AlN等铜基纳米复合材料;研究了各增强相的含量对复合材料的显微组织和性能的影响,比较了不同纳米颗粒对铜基复合材料的增强效果.结果表明,Cu基纳米复合材料随增强相质量分数的增加,密度降低,电阻率略有升高,强度和硬度先升高后降低;退火温度曲线表明,复合材料的软化温度都达到700℃以上,远高于纯铜的软化温度(150℃),大大提高了材料的热稳定性;通过比较得知,在质量分数相同时,所采用的各增强相纳米颗粒对铜基体的增强效果相近.     

液氮球磨制备纳米SiCp/Al基复合材料的研究

利用液氮球磨技术制备了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料粉末,对该纳米粉末进行真空热压和热挤压,获得纳米铝基复合材料块体.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了纳米SiC粉和Al-Zn-Mg-Cu粉在液氮球磨过程中形貌、组织和相组成等.结果表明,液氮球磨可以使复合材料粉末达到纳米级,且纳米SiC可均匀地分布于铝合金中.     

高压下Fe84Nb7B9纳米晶软磁块体合金的形成

采用机械合金化(MA)以及低温高压烧结工艺制备了Fe84Nb7B9软磁合金粉末及其块体合金,并利用XRD、DSC、SEM对MA合金粉末和块体合金的相结构、晶粒大小以及组织的热稳定性进行了研究.结果表明:经过15h MA后,可获得单相bcc结构的粒径小于10nm的纳米晶过饱和固溶体粉末; 在常压状态下,单相纳米晶过饱和固溶体合金在温度小于550℃时具有良好的组织热稳定性,温度小于770℃时具有良好的相热稳定性; 在p=5.5GPa,t=3min条件下,当Pw≥820W时,可获得相对密度大于98.4%、单相bcc结构的纳米晶(粒径小于10nm)块体合金.     

等离子喷涂纳米Al_2O_3-TiO_2-SiO_2-SiC涂层抗热震性能

将纳米结构Al2O3、TiO2、SiO2、SiC粉体经液相喷雾造粒的方法,制备出适合等离子喷涂的球形复合粉体,采用等离子喷涂技术制备出含纳米结构的陶瓷涂层.通过水淬法,将涂层试样分别经500、700、900和1 100 ℃加热并保温10 min,然后投入冷水中以测量其抗热震能力,通过宏观和SEM照片加以观察,分析其失效的机理.试验结果表明,该纳米结构涂层在较低温度( ＜700 ℃)具有优良的抗热震性能.     

工艺参数对Nd:YAG烧结致密化的影响

以高纯Y_2O_3、Al_2O_3和Nd_2O_3粉体为原料,少量纳米SiO_2为烧结助剂,采用真空烧结方法制备致密的Nd:Y_2Al_5O_(12)(Nd:YAG)陶瓷,并研究球磨处理原料粉体、Y_2O_3原料颗粒度和烧结气氛对Nd:YAG烧结致密化的影响.结果表明,机械合金化氧化物混合粉体,可明显细化氧化物颗粒,促进Nd:YAG的烧结.在1600℃保温8h,对球磨20h的粉体压坯真空烧结得到的Nd:YAG块体相对密度达99%,晶粒大小约为10μm;采用纳米Y_2O_3,粉体作真空烧结原料,可提高烧结活性,获得细晶和高致密度的Nd:YAG陶瓷,对混合粉体球磨20h压坯烧结可得到晶粒大小为2μm、相对密度为98.5%的Nd:YAG块体;在氩气保护下常压烧结,得到的Nd:YAG块体组织难以辨认,而且残留许多孔隙.