可加工Si3N4／BN复相陶瓷的制备及性能研究

采用化学溶液法混料，然后用氢还原氮化法制备出具有包覆结构的Si3N4／BN纳米复合粉体，复合粉热压后获得较高强度，同时又具有良好加工性能的复相陶瓷。扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)分析表明：复相陶瓷中氮化硼以六方晶(h-BN)均匀分布于以α-Si3N4为基体相的晶界与晶内，并抑制α-Si3N4的晶粒长大使基体晶粒细化。良好加工性能的获得是由于h-BN易沿其层间解理以及h-BN与α-Si3N4两相由于热膨胀失配产生的弱界面易在剪切方向剥层所致。     

放电等离子烧结ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体并对其进行放电等离子烧结来提高ZrB2陶瓷的烧结致密度和高温抗氧化能力。研究表明:通过引入YAG-Al2O3制备的陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下得到的氧化层厚度有所变薄,说明通过引入YAG-Al2O3可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能。在相同氧化条件下,引入Al2O3越多的陶瓷氧化层厚度越小。     

制备COAl2O4/ZrO2复相陶瓷及微观结构

采用化学沉淀的方法,在氧化锆粉体表面包覆了10～20 nm厚的铝和钴的氢氧化物,高温烧结后制备了CoAl2O4/ZrO2复相陶瓷.由于高温下COO的挥发,少量过剩的Al2O3扩散进入CoAl2o4晶格而导致其晶格常数变小.XRD相分析发现CoO和Alzo3的引入对基体氧化锆的四方相含量没有显著影响.研究结果表明,化学沉淀包覆的方法有利于反应物的均匀混合,缩短传质距离而促进固相反应,并在一定程度上保证复相陶瓷结构的均匀性.     

Al2O3基复相陶瓷共沉淀-水热法制备研究

用共沉淀-水热法制备Ni／ZrO2／Al2O3复相陶瓷粉体，并对烧结体的力学性能和显微形貌进行了讨论。复相粉体的表征采用高分辩透射电镜（HRTEM）和X射线衍射（XRD）等技术。结果表明：在1．4．丁二醇介质中300℃水热条件下自生压高压釜中反应12h成功制备了Ni／ZrO2／Al2O3复合陶瓷粉体，并且测得复相陶瓷体积密度和断裂韧性。通过场发射扫描电镜观察得到烧结体中t-ZrO2颗粒和Ni颗粒的平均尺寸。     

RSiC-WC复相陶瓷的性能及烧结机理

以不同配比的粗、细SiC粉体和WC粉体为原料,在2200℃以上烧结得到RSiC-WC复相陶瓷.采用XRD、SEM和EDS对复相陶瓷的物相组成和微观形貌进行分析,并测定其开口气孔率、抗弯强度和电阻率.结果表明RSiC-WC复相陶瓷中以6H-SiC和WC为主晶相,存在少量W2C晶相.烧结产物中SiC颗粒再结晶程度良好,WC在烧结温度下与SiC晶粒润湿性好.RSiC-WC复相陶瓷的最低开口气孔率、最高抗弯强度和最低电阻率分别为19.2%、109MPa和15mΩ·cm.体系中SiC晶粒生长遵循蒸发-凝聚的烧结机理,WC则以W-C液相在SiC晶粒界面处聚集,抑制了SiC晶粒的长大.高温下形成的W-C液相能明显降低复相陶瓷的开口气孔率,使烧结体致密化.因而,添加一定量的WC改善复相陶瓷的力学性能,并对其电学性能起到调节作用.     

ZrO2/Al2O3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。     

燃烧合成Cr3C2-AIN-FeCr复相陶瓷涂层的研究

采用燃烧合成技术在碳钢表面制备了复相金属陶瓷涂层。为改善涂层与基体之间的润湿性，采用了σ-FeCr金属间化合物作为润湿组分。涂层试样的微观组织形貌及相组成分析表明，涂层主要是由Cr3C2、AIN以及σ-FeCr所组成的复相体系。涂层界面形貌观察分析表明涂层与基体之间为冶金结合，热震实验结果表明涂层具有良好的结合力。     

热处理条件对钛酸盐/铁氧体复相陶瓷制备及性能影响

利用Sol-gel原位法成功制备了一种钛酸盐/铁氧体复相陶瓷.利用XRD,SEM对两相复合体系的结构和形貌进行研究,并用精密介电分析仪(Agilent 42942A)精密磁性分析仪(Agilent 16454A)测试了复相陶瓷的介电性能和磁性能.探讨了热处理条件对复相陶瓷中两相形成及其介电和磁性能的影响.结果表明,晶相含量与预热处理温度几乎无关,随烧结温度的增加而增大,在1150℃时达到最大.低频下陶瓷的介电常数和介电损耗随热处理样品中缺陷的减少而减小;随预处理温度和烧结温度的增加,复相陶瓷中两相晶粒逐渐增大,陶瓷致密度增加.从而使得初始磁导率增加,磁损耗减小.     

反应烧结制备多孔TiB2-TiC复相陶瓷

通过反应烧结制备TiB2-TiC多孔复合材料.采用XRD和SEM分析该多孔复合材料的相组成和微观结构,并采用气体透过法测定多孔复合材料的相对透气系数和最大孔径.结果表明:制备的TiB2-TiC陶瓷复合材料中存在大量的连通孔隙,随烧结温度的升高,烧结体的密度增大、抗弯强度增强,而孔隙度、透气性和最大孔径均逐渐减小;当烧结温度为1 700 ℃时,所制备的多孔复合材料孔隙度为30.9%,相对透气系数达到0.7 mm/(Pa·s),最大孔径达到5 μm.     

原位合成TiB2/Al2O3复相陶瓷显微组织的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出TiB2/Al2O3复相陶瓷，通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析表明：大部分TiB2的形貌为规则的块状，晶粒细小，平均尺寸为几个微米，但也出现了TiB2枝晶和棒状晶。而Al2O3的颗粒较大（10-40μm），形状不规则，Al2O3的断口呈层片状，Al2O3和TiB2出现聚集现象。     

二氧化硅碳还原法制取Si3N4粉的研究

报导了用二氧化硅碳还原氮化法制取高性能Ｓｉ３Ｎ４粉的研究结果。研究了氮化温度、氮化时间、氮气流量等工艺因素对氮化产物的颜色、颗粒形状、粒度和粒度分布以及相结构的影响；分析了非晶态、ＳｉＯ２、ＳｉＣ产物的形成条件。结果表明：氮化工艺因素对氨化产物的性能有明显的影响，采用１４５０℃氮化温度，氮化时间２ｈ，Ｎ２流量２．５Ｌ／ｍｉｎ的工艺条件，能制得高α相比例，颗粒微细和粒度分布均匀的优质Ｓｉ３Ｎ４粉。     

Joining of Si_3N_4-Si_3N_4 using CuNiTi alloy brazing filler

ＪｏｉｎｉｎｇｏｆＳｉ_３Ｎ_４－Ｓｉ_３Ｎ_４ｕｓｉｎｇＣｕＮｉＴｉａｌｌｏｙｂｒａｚｉｎｇｆｉｌｌｅｒ￥ＸＩＯＮＧＨｕａｐｉｎｇ；ＷＡＮＣｈｕａｎｇｅｎｇａｎｄＺＨＯＵＺｈｅｎｆｅｎｇ（ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅ...     

Joining of Si_3N_4-Si_3N_4 using CuNiTi alloy brazing filler

01lltrodnotionOwingtoitssuperiormechanicalproperties,thesiliconnitrideceramicisbecomingoneofthemostpotentialstructurematerialsinengineeringapplications.Insomecases,theSt3N4ceramicusuallyneedstobejoinedwithitselformetals.Recently,theAgCuTibrazingfillerInetalshavebeentvidelyusedl'-,I,buttheycontainratherhighquantityofAgupto57%Whichisanexpensivekindofmetal.Therefore.itisnecessarytodevelopanewkindofbracingfillerInetalsx\'ithsimil:ll'propertiestothatofAgCuTibrazingalloysbutwithoutsilver.Thewe…     

Si_3N_4-SiC复相耐磨材料的冲蚀磨损性能

以Si粉和SiC为原料,采用半干法冷等静压成型,通过反应烧结成功制备了Si_3N_4-SiC复相耐磨材料.并将其和95Al_2O_3耐磨陶瓷在以水和SiC混合颗粒为冲蚀介质实验条件下,进行液固两相流冲蚀磨损对比实验.结果表明:原料中Si粉加入量为40%～80%(质量分数)试样的耐冲蚀磨损性能优于95Al_2O_3耐磨陶瓷.原料中Si粉加入量为70%试样的耐固液两相流冲蚀磨损性能最好,在平均线速度分别为132和67 m/min的实验条件下的冲蚀率分别仅为0.87%和0.30%.此外,通过SEM观察了冲蚀后试样的显微形貌,探讨了其耐液固两相流冲蚀磨损的机理.     

界面无氧化膜条件下氮化硅陶瓷和铝溶液的反应

采用一种新的界面无氧化方法,将氮化硅陶瓷浸入铝熔液后移动以除去界面氧化膜,采用X射线衍射、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等方法研究氮化硅陶瓷和铝熔液之间的界面反应.研究结果表明,该方法能够有效除去界面氧化膜,使铝和氮化硅陶瓷直接反应生成AlN,但反应很缓慢,明显慢于Si_3N_4/Al薄膜体系以及压实的氮化硅-铝混合粉末体系的反应,界面存在着未反应、铝原子直接生长于氮化硅晶体之上的界面的连接状态.氮化硅陶瓷与铝的直接反应一方面会破坏氮化硅晶格结构,使氮化硅陶瓷腐蚀,缩短使用寿命;另一方面却可促进氮化硅和铝的润湿及连接,有利于制备高性能复合材料.     

无压烧结Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4复合陶瓷的组织结构与性能

以Ca_3(PO_4)_2和Si_3N_4为原料,采用无压烧结的方法制备Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4系列复合陶瓷.复合材料中Ca_3(PO_4)_2能与Si_3N_4稳定共存,烧结后未发现有新相生成.随着烧结温度的提高,复合材料的致密度和β-Si_3N_4的相对含量也随之升高,柱状β-Si_3N_4晶粒的生长更加充分,晶粒相互搭接、交织.复合陶瓷的力学性能随着烧结温度的提高而升高,1700 ℃无压烧结复合材料的抗弯强度达到547 MPa,断裂韧性达到7.3 MPa·m~(1/2),从断口照片中可以观察到β-Si_3N_4晶粒的拔出和桥联作用.通过加热试样并在水中骤冷后测弯曲强度的方法,表明Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4复合材料具有良好的抗热震性能.     

SiO_2-SiC基复合材料吸波性能的研究

首先利用溶胶-凝胶法制备SiO_2-SiC复合粉体,采用SEM、XRD、DSC-TG等技术对复合粉体进行表征.结果表明,溶胶-凝胶法能够制备具有核-壳结构SiO_2-SiC复合粉体.再将SiO_2-SiC复合粉体与BaTiO_3、Fe_3O_4以及环氧树脂以不同比例进行混合固化制得吸波材料样品,采用矢量网络分析仪测量样品的反射率.结果表明,SiO_2-SiC复合粉体具有一定的吸波效果,20%含量的SiO_2-SiC复合粉体样品在18 GHz时反射率达-2.07 dB,BaTiO_3、Fe_3O_4的加入实现复合吸波效果,当SiO_2-SiC:BaTiO_3:Fe_3O_4=6:2:2(体积分数,下同)时,在5.75 GHz时反射率达到-13.97 dB,合格带宽为10.08 GHz.     

SiC_(sf)/Si_3N_(4p)混杂增强BAS陶瓷基复合材料的制备及其结构与性能的研究

采用热压烧结方法制备出致密的SiC短纤维和Si_3N_4颗粒复合增强的BAS玻璃陶瓷基复合材料.利用XRD、SEM、TEM和3点弯曲等分析测试手段研究了物相组成、显微结构、界面结构及室温力学性能.结果表明,BAS能有效地促进复合材料的致密化和实现Si_3N_4的α→β相转变.复合材料中的BAS为六方相,SiC短纤维具有热压取向性,与BAS基体之间的界面结合紧密.SiC短纤维和Si_3N_4颗粒对BAS有较为显著的强韧化效果,复合材料的室温弯曲强度和断裂韧性为298 MPa和4.38 M Pa·m~(1/2),比纯六方BAS玻璃陶瓷分别提高了247%和143%.     

氮化硅──氧化镁──二氧化铈的无压烧结

对氧化硅－氧化镁－二氧化铈无压烧结的研究表明：MgO－CeO_2是一种非常有效的氮化硅助烧剂，MgO－CeO_2的含量及烧结工艺对氮化硅的致密化及机械性能有强烈的影响，本文讨论了这些影响规律，当氧化镁与氧化铈共存时，二氧化铈更容易与氮化硅颗粒表面的二氧化硅反应形成难熔的窗铈的玻璃相，无压烧结的氮化硅－氧化镁－二氧化铈陶瓷，其相对密度可超过98％，强度超过920MPa，这在目前的各种无压烧结的氮化硅材料中，是非常高的，Si－Mg－Ce－O－N系统在理论研究和实用上都有极大的价值。     

YF_3助烧剂氮化硅的烧结及力学性能

以不同含量的YF_3和MgO作为烧结助剂,对Si_3N_4进行热压烧结,研究了烧结助剂含量对氮化硅陶瓷的相对密度、烧结反应、稀土元素分布以及硬度、强度和断裂韧性等力学性能的影响.实验结果表明,仅添加YF_3的样品生成了YSiON四元化合物,而同时添加MgO的样品生成MgYSiO四元化合物;样品的抗弯强度随YF_3和MgO添加量的增加而增加,最高可以达到959 Mpa;而硬度则随着YF3的增加从20 Gpa降低;添加2%YF_3(质量分数)氮化硅陶瓷的断裂韧性在(5.5～5.8)×10~5 Mpa·m~(1/2)之间,随MgO添加量变化不大.