氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷色度及力学性能的影响

在钇稳定四方相氧化锆(3Y-TZP)粉体中分别添加不同质量分数的Fe_2O_3、Pr_6O_(11)、Er_2O_3、CeO_2等氧化物着色剂粉体,在1 500℃保温2h烧结制备3Y-TZP陶瓷,分析了不同氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷着色效果及力学性能的影响.结果表明:添加氧化物着色剂后,陶瓷的主晶相仍均为四方相氧化锆,晶粒紧密堆积,平均晶粒尺寸为200~500nm;随着着色剂添加量的增加,陶瓷的抗弯强度均下降,但均保持在800 MPa以上,满足牙科口腔修复材料的要求;添加4种氧化物着色剂后,陶瓷表面色泽均匀、正反面色差小,添加Fe_2O_3、Pr_6O_(11)、CeO_2的陶瓷均呈黄色,添加Er_2O_3的陶瓷呈粉红色;Fe_2O_3与Er_2O_3的添加对陶瓷的a*值影响较大,而Pr_6O_(11)和CeO_2的添加对b*值影响较大.     

Y_2O_3掺杂对CaTiO_3陶瓷烧结性能和微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,外加质量分数分别为0,1%,2%,3%,4%的Y_2O_3后,分别在1 300,1 400℃保温3h烧结制备CaTiO_3陶瓷,研究Y_2O_3掺杂量和烧结温度对陶瓷物相组成、晶体结构、烧结性能和微观结构的影响.结果表明:随着Y_2O_3掺杂量的增加,CaTiO_3的晶胞体积先增大后减小,Y~(3+)置换Ti~(4+)使CaTiO_3晶胞体积增大,置换Ca~(2+)则使晶胞体积减小;随Y_2O_3掺杂量的增加或烧结温度的升高,陶瓷的烧结线收缩率和体积密度均增大;随Y_2O_3掺杂量的增大,陶瓷的显微结构更为致密,CaTiO_3晶粒尺寸先增大后减小,晶粒形状由不规则台阶状转变为规则形状.     

Haynes 282镍基合金在600～700℃超临界水中的氧化特性

在600~700℃、25 MPa超临界水中对Haynes 282镍基合金进行氧化,研究了不同温度和时间下合金的氧化动力学曲线以及氧化膜的表面形貌、微观结构和物相组成等。结果表明:Haynes 282合金的单位面积氧化质量增加随着温度的升高和时间的延长而增大;600℃时合金的氧化动力学曲线遵循抛物线规律,650,700℃时的氧化动力学曲线介于抛物线和直线规律之间;合金表面的氧化膜具有双层结构,外层为呈松散的多面体形状的微米尺寸氧化物颗粒,内层为由细小晶粒组成的致密氧化膜;600℃氧化后氧化膜内层主要为Cr_2O_3,外层则为TiO_2;650℃氧化后氧化膜外层由TiO_2与MnCr_2O_4组成,而内层由Cr_2O_3和少量的MnCr_2O_4组成;700℃氧化后氧化膜外层由NiCr_2O_4与MnCr_2O_4组成,而内层由Cr_2O_3和少量的MnCr_2O_4组成。     

高能球磨制备纳米级Al_2O_3/Al复合粉体过程中铝相晶粒尺寸和结构的变化

利用X射线衍射仪分析了在高能球磨制备纳米Al_2O_3/Al混合粉体过程中,球磨时间和纳米Al_2O_3含量对铝相晶粒尺寸和晶格应变的影响。结果表明:在初期短时间的球磨中,微米铝粉的晶粒尺寸迅速细化到纳米级,但随着球磨时间的进一步延长,高能球磨为晶粒融合和再生长提供了能量,使铝晶粒沿着某些晶向有长大的趋势;当Al_2O_3体积分数较低(5%)时可促进铝粉的破碎,但高含量的Al_O_3则对铝粉的球磨破碎不利。     

单晶SiC化学机械抛光液化学反应参数研究

选择影响化学机械抛光化学反应速率的参数:催化剂浓度、氧化剂浓度、抛光液的pH值、抛光液温度等进行了试验,研究了它们对基于芬顿反应的单晶SiC化学机械抛光效果的影响规律。发现只有当H_2O_2浓度高于20%、Fe_3O_4浓度高于1.25%时,增大H_2O_2、Fe_3O_4浓度,材料去除率才会显著越高,此时材料去除速率由化学液腐蚀速度与磨料机械去除速度共同决定;低于此范围时由磨料的机械作用决定。温度升高会加速H_2O_2分解,抑制羟基自由基·OH的生成,减缓化学腐蚀,降低材料去除率。当Fe_3O_4浓度、H_2O_2浓度、pH值、抛光液温度分别为1.25%、15%、7、41℃时,化学腐蚀与机械去除的协调性及磨料的分散性较好,表面粗糙度最低;当它们分别为5%、25%、9.3、15℃时,材料去除率最高。     

合金元素提高机械合金化弥散强化Fe-Cr-Al合金性能的研究

为发展一种可用于燃气轮机的新型耐热合金,用机械合金化及热挤压工艺方法制备了以Fe-25Cr-6Al 和Fe-25Cr-11Al 为基体成分的合金。研究了不同弥散相Y_2O_3和Al_2O_3含量对于生成长晶粒组织的难易程度以及1100℃机械性能的影响。加入铪虽易使其产生长晶拉,提高合金强度,但只是部分有效。钨的加入阻碍了长晶粒的形成,并且合金的可锻性不如无钨的合金。但含钨合金的高温抗拉性能提高。钇的加入(代替Y_2O_3)减少了Al_2O_3的生成并且改善了反应生成长晶粒所必须的可锻性。所以试验合金必须既包含有Y_2O_3的基本弥散相,同时能再结晶成长晶粒组织。用上述试验结果制备以Fe-25Cr-11Al 为基体成分并含钨和钇的合金,这种合金与国际镍公司商品牌号MA956合金相比,具有较高的高温抗拉强度,但没有改善它们的长时持久强度。     

CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒对甲烷气敏性影响分析

为了快速准确检测矿井中的甲烷气体浓度,以直接沉淀法制备了不同含量Ce O2的CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒。利用掩膜法将制备的CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒镀膜于氧化硅绝缘层表面形成敏感薄膜,采用标准MEMS工艺制作了一种薄膜型甲烷传感器。采用X射线衍射仪表征了CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒的相组成和微观形貌,利用全自动程序化学吸附仪分析了CeO_2-Co_3O_4纳米晶粒对甲烷的吸附机理。在气体传感器静态测试系统上,测试了甲烷传感器灵敏度、湿度、温度、动态响应、抗干扰和长期稳定性等特性。结果表明:以Ce_30为敏感薄膜的甲烷传感器灵敏度为98.3%,动态响应时间为11 s,恢复时间为8 s。在矿井中连续使用12个月后,灵敏度衰减了8.5%。表明该甲烷传感器可实现矿井中甲烷气体在线检测。     

显微结构对Si3N4力学性能和热导率的影响分析

以MgSiN_2、Y_2O_3和Yb_2O_3为添加剂,通过1 800℃热压烧结制备Si_3N_4陶瓷,研究显微结构对Si_3N_4力学性能和热导率的影响。结果表明,不同烧结助剂制备的Si_3N_4的相对密度均在99%以上。分别添加MgSiN_2、Y_2O_3和Yb_2O_3的Si_3N_4样品,晶粒尺寸依次降低,并且断裂韧性、抗弯强度和热导率均依次降低。高长径比的长棒状β-Si_3N_4晶粒能增加Si_3N_4材料的抗弯强度和断裂韧性。采用MgSiN_2作为烧结助剂促进Si_3N_4晶粒生长,Si_3N_4的热导率较高。以MgSiN_2作为添加剂的Si_3N_4具有较好的性能,其热导率、抗弯强度和断裂韧性分别为64.37 W·m~(-1)·K~(-1)、840 MPa和6.96 MPa·m~(1/2),满足绝缘散热基板的需求。     

镁合金表面的搅拌摩擦加工改性

采用搅拌摩擦加工技术通过加入Al_2O_3颗粒对AZ31镁舍金进行表面改性,研究了表面复合层的显微组织、力学性能及加工速度对显微组织的影响规律。结果表明:采用该技术可在合金表面成功制备出Al_2O_3/AZ31表面复合层,当搅拌头的旋转速度为1 500 r·min~(-1)、加工速度为23.5 mm·min~(-1)时,Al_2O_3颗粒均匀地分布在镁合金基体上,且与基体结合较好;Al_2O_3颗粒对再结晶晶粒的晶界起到钉扎作用,可显著细化晶粒;得到的表面复合层的显微硬度为55 HV,比母材硬度提高41%,细晶强化和颗粒强化对硬度的提高起着主要作用。     

复合掺杂CeO_2显微特征观测

本文对复合掺杂的CeO_2基电解质材料的断口和表面形貌进行了扫描电镜观察,发现用Sm_2O_3和Gd_2O_3共同掺杂CeO_2基电解组质分(CeO_2)_(0.8)(Sm_2O_3)_(0.1)(Gd_2O_3)_(0.1),随着烧结温度的提高,晶粒持续长大,由1400℃烧结时的2～3μm长大到1600℃烧结时的10～12μm,单位尺寸内的晶界数量减少;各温度烧结样品的断口都呈穿晶断裂。随着烧结温度的提高,电导率下降,原因可能是由于晶间玻璃相的增多。     

ZrO_2工程陶瓷砂带磨削实验及工艺研究

采用4种不同磨料的砂带对Zr O_2工程陶瓷进行对比磨削实验,并采用锆刚玉磨料的砂带进行正交试验,对材料去除量、工件表面粗糙度和砂带磨损量进行了测量,得出了Zr O_2工程陶瓷最佳磨削参数。文章分析了在对Zr O_2工程陶瓷进行砂带磨削加工过程中砂带粒度和磨削用量的不同对磨削加工效率、工件表面质量的影响。在磨粒切削加工模型的基础上,通过观察磨削前后陶瓷表面微观形貌分析了工程陶瓷的磨损机理。实验结果表明:随着磨削压力和砂带粒度的增大,工件表面粗糙度呈减小趋势;增加砂带线速度和磨削压力可在一定程度上提高材料去除率和磨削比,但超过临界值其表面易发生崩脆断裂;砂带线速度为19 m/s,磨削压力为15 N,砂带粒度为120#时,Zr O_2工程陶瓷综合磨削效果达到最好。     

金刚石砂轮磨削工程陶瓷的试验研究

本文对金刚石砂轮磨削Si_3N_4陶瓷和Al_2O_3陶瓷材料时磨削力特征、磨削表面形貌以及磨削比进行了试验研究。分析了磨削用量、陶瓷材料性能以及金刚石磨料品级、磨料粒度和砂轮结合剂对砂轮磨削陶瓷时的磨削力、磨削表面粗糙度和磨削比的影响。     

添加Bi2O3对SiO2-Al2O3-MgO系玻璃结构与性能的影响

采用传统熔体冷却法制备添加不同质量分数(0～3.0%)Bi_2O_3的SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃,研究Bi_2O_3添加量对玻璃热稳定性、结构稳定性以及物理与力学性能的影响。结果表明:添加Bi_2O_3可有效降低玻璃的软化点;随着Bi_2O_3添加量的增加,玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差先增大后减小,光学带隙先减小后增大,说明玻璃的热稳定性和结构稳定性先提高后降低,同时玻璃的密度、弯曲强度、压缩强度和压缩模量也呈先增大后降低的趋势;当Bi2O3的质量分数为1.5%时,玻璃的结构稳定性、热稳定性、物理与力学性能最优异,此时玻璃析晶温度与玻璃化转变温度之差为244K,光学带隙为3.50eV,密度为2.67g·cm~(-3),弯曲强度为82.72 MPa,压缩强度为236.24MPa,压缩模量为110.06GPa。     

提高镀层的硬度和耐磨性

对硬质合金刀具县镀层TiC、TiN、TiC TiCN TiN和TiC Al_2O_3工作性能的研究表明,在车削和铣削钢件45~#和T8时,复合镀层TiC Al_2O_3和TiC TiCN TiN硬质合金刀具的工作性能最好。对单一镀层工作性能差的原因分析,能够在形成复合镀层时确定结构的最佳方法。因此,在镀层TiC上,碳化物的晶粒就会     

等离子喷涂制备Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层的性能

以NiCrAlY为金属黏结层材料、以Al_2O_3和ZrO_2为陶瓷层材料,采用等离子喷涂技术在304不锈钢表面制备了3种热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别对涂层的微观形貌和晶相进行了表征,并研究了涂层的抗高温氧化性能和抗热震性能。结果表明:NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2复合结构热障涂层表面无孔洞和裂纹等缺陷,高温氧化后该涂层主要包括Mg_2Zr_5O_(12)和(Fe,Mg)(Cr,Fe)_2O_4两种晶相;由于Al_2O_3的阻氧作用,NiCrAlY/Al_2O_3/ZrO_2涂层具有最佳的抗高温氧化性能;NiCrAlY/ZrO_2涂层层间材料的热膨胀系数呈梯度变化,表现出最佳的抗热震性能。     

CVD法涂复TiC和Al_2O_3的热力学分析

一、引言化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术得到了迅速的发展,提供了抗摩擦磨损涂层的新前景。应用于以磨料磨损为主的情况,TiC涂层较好,应用于以擦伤为主的情况,TiN涂层较好,应用于需要高温稳定的情况,Al_2O_3涂层较好。例如CVDTiN涂层的高速钢刀具和模具的寿命分别为未涂层的3～6倍,CVD Al_2O_3涂层的硬质合金(P30)刀具,切削铸铁和高碳钢时,其寿命为涂TiC刀具的2倍,为未涂层刀具的10倍。硬质合金的CVD涂层开始只有TiC单层,发展到TiC-TiN双涂以及TiC-TiN-Al_2O_3三重涂层等。CVD涂层时温度高达800～     

低温合成刚玉磨料新技术

本文介绍在(SO_4)_3·18H_2O中掺入适量外加剂,用固相反应,在1260～1400℃范围可形成刚玉Al_2O_3,其单晶形貌类似六方双锥,显微硬度为HV2432～2904。烧成料为白色粉末,粒度分布较均匀,各项指标均达到磨料的要求。     

铝气焊焊剂

本焊剂由氯化锂l4％,氯化钾50％、氯化钠28％、氟化钠8％组成。熔点约560℃,呈碱性反应,能有效地破坏氧化铝膜,焊时呈液态熔渣覆盖于金属表面,保护熔池金属不被氧化。反应如下: 6LiCl AI_2O_3→2AlCl_3 3Li_2O 6KCl Al_2O_3→2AlCl_3 3K_2O 6NaCl十Al_2O_3→2AJCl_3 3Na_2O 6NaF Al_2O_3→2AlF_3 3Na_2O 铝气焊时采用焊剂主要是要清除氧化铝(Al_2O_3)氧化铝熔点比纯铝还高,达2050℃,比重大(铝比重为2.7克/厘米_3,氧化铝比重为3.9克/厘     

表面活性剂含量对氧化铈/氧化硅复合磨料分散性的影响

以乙醇为溶剂及表面活性剂,以氨水为催化剂,利用正硅酸乙酯的水解得到氧化硅颗粒,并分析乙醇质量92%时制备的氧化硅颗粒呈球形,粒径分布均匀,表面光滑,呈单分散状态;乙醇质量分数为96%时制备的氧化硅颗粒粒径分布范围大,并且小颗粒团聚一体,聚集到大颗粒上.基于理想的氧化硅颗粒,利用化学沉淀法制备CeO2/SiO2复合磨料,并通过透射电子显微镜(TEM)及X射线衍射仪(XRD)对制备的样品进行表征.结果表明,制备的CeO 2/SiO2复合磨料为球形,粒径为150分数对制备的氧化硅颗粒以及氧化铈/氧化硅复合磨料分散性的影响.结果表明:水解体系中乙醇质量分数为71%时制备的氧化硅颗粒基本呈球形,粒径分布范围大,呈少量单分散状态;乙醇质量分数为~250 n m ,具有草莓状核壳的包覆结构,作为抛光磨料可以提高抛光表面质量.     

具有低辐射热的热导气体传感器设计与实现

针对传统热导传感器在高温工作条件下辐射热较高,造成传感器响应时间慢、检测精度低的问题,基于GO(氧化石墨烯)/α-Al_2O_3内外核结构设计并研制了具有低辐射热的热导气体传感器,省去了传统热导传感器制备的黑化步骤,并通过ANSYS有限元方法对所设计热导传感器的温度场进行仿真分析。GO载体材料采用氧化插层法制备,α-Al_2O_3载体材料采用化学沉淀法制备,经透射电镜观察,GO呈导热微片结构,α-Al_2O_3具有良好的低发射率颗粒状结构。测试结果表明:传感器具有良好的线性输出特性与功耗利用率,对CO_2气体的响应时间为27 s,恢复时间为16 s,灵敏度为0.26 mV/1%CO_2气体。