新型Al2O3式陶瓷刀具材料颗粒弥散增韧与晶须增韧的协同作用

研制成功了一种新型陶瓷刀具材料－ＳｉＣ晶须增韧和ＳｉＣ颗粒弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具ＪＸ－２－Ｉ,该材料具有良好的抗弯强度和断裂韧性,同Ａ（Ａｌ２Ｏ３）,ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）和ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）等材料相比较表明,在ＪＸ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧叠加效应,详细研究了晶须增韧和颗粒弥散增韧的协同作用,建立了理论模型并进行了实验验证。     

SiCw／Y—TZP／Al2O3系复合陶瓷的显微结构及增韧机理

研究了ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制。结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室强度和断裂韧性值分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ．ｍ＾１／２。     

SiCw/Y-TZP/Al_2O_3 系复合陶瓷的显微结构及增韧机理

研究了ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制．结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室温强度和断裂韧性值分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ·ｍ１／２．晶须拔出，裂纹偏转及ＺｒＯ２的应力诱导相变是该复合材料的主要增韧机制．增韧的关键是控制ｔ－ＺｒＯ２的稳定度，使得裂纹遇到晶须时，能使晶须—基体界面剥离，同时，裂纹周围的ｔ－ＺｒＯ２又易在裂纹扩展应力的诱导下相变．     

SiCW在Al2O3—C复合耐火材料中原位生长的实验研究

通过引入金属Ｓｉ和活性Ｃ对ＳｉＣ晶须在Ａｌ２Ｏ３－Ｃ复合耐火材料中的原位生长进行了实验研究，利用ＳＥＭ结合电子探针（ＥＭＡ）研究了ＳｉＣｗ在Ａｌ２Ｏ３－Ｃ复合耐火材料中原位生长机理，提出ＬＳ生长机理，讨论了ＳｉＣｗ在Ａｌ２Ｏ３＿Ｃ复合耐火材料中的原位生长的热力学条件和晶须生长的动力学控制环节。     

SiC晶须增韧Al_2O_3陶瓷刀具材料的热胀失配分析

ＳｉＣ晶须增韧Ａｌ２Ｏ２陶瓷刀具材料由于ＳｉＣ晶须与Ａｌ２Ｏ２基体的热膨胀系数不一致，在烧结冷却后将产生一定的残余应力．本文用理论方法分析了外力作用和热胀先配所产生的应力在晶须与基体中的分布，并用有限元法分别计算了外力作用和热胀失配所产生的应力及其分布．计算结果与理论分析的结果是一致的．     

SiC晶须增韧Al2O3陶瓷刀具材料的热胀失配分析

ＳｉＣ晶须增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具材料由于ＳｉＣ晶须与Ａｌ２Ｏ３基体的热膨胀系统不一致，在烧结冷却后将产生一定的残余应力。本文用理论方法分析了外力作用和热胀失配所产生的应力在晶须与基体中的残余应力。本文用理论方法分析了外力作用和热胀失配所产生的应力在晶须与基体中的分布，并用有限元法分别计算了外力作用和热胀失配所产生的应力及其分布。计算结果与理论分析的结果是一致的。     

碳化硅晶须增韧氮化硅瓷的冲蚀磨损研究

本文比较了几类先进结构陶瓷材料受ＳｉＣ和石英砂粒子在不同冲击角下的冲蚀磨损行为．结果表明，在两种情况下（一是以ＳｉＣ为冲蚀粒子，在小于２０°的低冲击角下；二是分别以石英砂和ＳｉＣ为冲蚀粒子，在恶劣冲击条件下，如冲击角为９０°），ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４即碳化硅晶须增韧氮化硅，具有最佳抗磨损性能．冲击角为９０°时，在ＳｉＣ粒子冲蚀下，ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４冲蚀磨损率比常规Ｓｉ３Ｎ４下降了５０％；在ＳｉＯ２粒子冲蚀下，冲蚀磨损率下降了近７０％．其它冲蚀角下其冲蚀磨损率也有不同程度降低．基于ＳＥＭ分析，发现ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４表面主要磨损破坏为薄片状剥落，并伴随着一定程度的晶须拔出和晶须桥联现象．而Ｓｉ３Ｎ４表面则表现为整体演裂．说明ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４晶须的加入使其耐冲蚀磨损性能提高的原因在于：晶须拔出和晶须桥联有效地阻止了冲蚀磨损表面裂纹的扩展和联结．硬度是陶瓷材料重要的机械性能．硬度（Ｈｒ）和断裂韧性（Ｋｌｃ）的同时改善，有助于提高陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能．     

钇金属茂与羰基铁茂复合催化甲基丙烯酸甲酯的聚合

报道一种新的复合Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎａｔｔａ催化剂－「（ＣＯ）２ＦｅＣｐ）」２／「（ＣＨ３）２Ｓｉ（ＣｐＭｅ）２ＹＣｌ」２／Ａｌ（ｉ－Ｂｕ）３催化甲基丙烯酸甲酯聚合的结果。研究了ＭＭＡ／（Ｙ＋Ｆｅ）摩尔比、Ａｌ／（Ｙ＋Ｆｅ）摩尔比及反应温度对聚合的影响。     

Al2O3／SiCw陶瓷刀具材料中晶须最佳含量及其对刀具抗破损性…

对Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ陶瓷刀具材料中晶须配比进行了理论分析，提出了获取最佳晶须配比的原则，导出了晶须含量与界面最大剪应力和基体最大正应力的关系，分析了晶须含量对刀具抗破损特性的影响。结果表明：晶须的含量最大不能超过４３％，含量为２０￣３０％时增强补韧效果最强；随晶须含量的增加，该刀具材料的抗破损能力显著增强。     

Al_2O_3／SiC_w陶瓷刀具材料中晶须最佳含量及其对刀具抗破损性能的影响

对Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＣ_ｗ陶瓷刀具材料中晶须配比进行了理论分析，提出了获取最佳晶须配比的原则，导出了晶须含量与界面最大剪应力和基体最大正应力的关系，分析了晶须含量对刀具抗破损特性的影响．结果表明：晶须的含量最大不能超过４３％，舍量为２０～３０％时增强补韧效果最强；随晶须含量的增加，该刀具材料的抗破损能力显著增强．     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性——(Ⅱ)SiCw/ZTM体系

本文分析了SiCw/ZTM系复合材料的显微结构及其与力学性能的关系,特别讨论了四方相氧化锆含量及其稳定化程度对增韧的影响。调节氧化锆相中稳定剂Y_2O_3的固溶量可在ZTM复合材料中实现微裂纹增韧和一定程度的相变增韧。包含氧化锆增韧和晶须补强两种效应的SiCw/ZTM多相复合材料中,晶须补强与微裂纹增韧呈加和规律,晶须补强与相变增韧的复合能产生协同增韧效果,但这要求非常仔细地控制稳定剂含量及四方氧化锆晶粒度,以使其中四方氧化锆具备适当的稳定度。     

Al2O3/(W, Ti)C纳米复合陶瓷材料的力学性能与强韧化机理

采用纳米和亚微米级的α-Al₂O₃,以及微米级的(W,Ti)C粉体为原料,制备了Al₂O₃/(W,Ti)C纳米复合陶瓷材料.在基体Al₂O₃含有体积分数为11%的纳米Al₂O₃时复合材料的抗弯强度和断裂韧性达到最优,其抗弯强度、断裂韧性和硬度分别为840MPa,6.55MPa·m^1/2和20.1GPa.TEM实验表明,纳米颗粒的加入明显抑止了基体晶粒的长大,形成了典型的骨架结构,材料的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂的混合.内晶型和晶间型第二相颗粒产生的残余应力场、断裂模式的改变和晶粒细化强化促进了复合材料抗弯强度和断裂韧性的提高.     

基于单颗磨粒划切试验的SiCp/Al复合材料表面去除机理研究

碳化硅颗粒增强铝基（SiCp/Al）复合材料中含有不规则碳化硅颗粒使得材料内部形成大量非理想截面,为材料表面的有效去除带来困难. 为了揭示材料去除机理,进行SiCp/Al 复合材料单颗磨粒变切深划切的表面去除仿真分析和试验验证. 研究结果表明,界面破坏对表面创成有重要影响,存在铝合金基体撕裂、界面分离,碳化硅颗粒裸露、裂纹扩展、破碎脱落、压入铝合金基体、碎片滑擦材料表面等去除过程,碳化硅颗粒中部大面积破碎脱落形成凹坑,并在刀具推挤作用下对材料进行二次切削,使铝合金基体表面形成非连续裂纹. SiCp/Al复合材料中由于铝合金基体的存在,实际划切深度小于名义切削深度. 研究可以为SiCp/Al复合材料去除机理与加工研究提供一定借鉴.     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性(Ⅰ)——SiCw/莫来石体系

采用溶胶-凝胶工艺合成的高纯莫来石粉及Tokai碳化硅晶须,以热压方法制备了SiCw/莫来石系复合材料。高纯莫来石陶瓷呈现较高的强度和相当高的断裂韧性,添加SiC晶须后其强度和韧性进一步提高。根据显微结构分析认为,桥联和造成裂纹偏转是晶须的主要增韧机制。清除SiC晶须表层的SiO_2,利于其增韧效应的发挥。     

高岭石/聚丙烯腈复合物原位合成SiC_w/Al_2O_3复相陶瓷粉体

在高岭石/二甲基亚砜插层复合物基础上,以醋酸铵对二甲基亚砜进行置换,进一步扩大了高岭石的层间距,使得丙烯腈单体得以顺利插入高岭石层间,并通过原位聚合的方法获得了高岭石/聚丙烯腈复合物。以该复合物为原料,在1 400℃合成碳化硅晶须/氧化铝复相陶瓷粉体,其中碳化硅晶须的直径≤200nm,长度≥15μm。     

Transformation toughening of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics with residual compressive stress

With the help of scanning electronic microscopy and X-ray diffraction, the relationships of microstructure characteristics, phase assemblage, and fracture micrograph of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics were studied. Compared with monolithic Al2O3/ZrO2 ceramics, the existence of surface compressive stresses greatly restrained the growth of ZrO2 and Al2O3 grains at high sinter tem- perature, fined the grain size, and increased the content of metastable t-ZrO2, which made the fracture transformation energy quantity 70% higher than that of the monolithic ceramics. The trans-granular and inter-granular fracture features were observed in the surface and center layers, which further verified that transformation toughening is the main mechanism, whereas, micro-crack toughening is helpful for enhancing fracture toughness.     

Investigation on Mechanical Properties and Microstructure of Hydroxyapatite-SiCw Composite Bioceramics

Hydroxyapatite-SiCw composite micropowder was synthesized using in-situ composite method, and hydroxyapatite- SiCw composite bioceramics with different content of SiCw were produced by hot pressing sintering method. The microstructures of the materials were analyzed by SEM, and the relative density, bending strength and fracture toughness of the materials were tested. The results show that the mechanical properties of composite material are best when the whisker content is 20- 23.7% . The mechanical properties of the material are the best when the tensile stress acted on the composite material is parallel with the hot pressing plane, and they are the worst when the tensile stress acted on the composite material is normal to the hot pressing plane.     

SiC晶须增韧补强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶瓷及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构．在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％．用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须．     

Toughening mechanism of lined Al2O3-ZrO2 multiphase ceramics in SHS composite pipes

1. IntroductionEngineering ceramics is known worldwide becauseof its high operating temperature, corrosion resistanceand wear resistance. The ceramics-lined compositepipes are widely researched for their extensiveprospects in engineering application. The …     

SiC_w在Al_2O_3-C复合耐火材料中原位生长的实验研究

通过引入金属Si和活性C对SiC晶须在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长进行了实验研究．利用SEM结合电子探针（EMA）研究了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长机理，提出LS生长机理．讨论了SiCw在Al2O3－C复合耐火材料中的原位生长的热力学条件和晶须生长的动力学控制环节．