SiC晶须增强Al2O3—TiC复相陶瓷的研究

运用品须补强和粒子弥散双重手段,对氧化铝材料的性能进行改进。比较了Al_2O_3-TiC(AT),Al_2O_3/SiC_w(As),Al_2O_3-TiC/SiC_w(ATS)材料的力学性能,证实ATS材料有明显的迭加增强增韧效果,并具有良好的高温力学性能。抗氧化实验证实,将SiC晶须加入AT中以后,材料的抗氧化性能有明显改进。从热膨胀失配角度分析和SEM显微结构观察证实,ATS材料的主要增韧机理是界面解离和裂纹偏转。     

晶须含量和取向对Al2O3—SiCw陶瓷刀具材料的增韧特性及切削性能的影响

晶须含量和取向不同将影响到Al_2O_3 SiCw陶瓷刀具材料的力学性能,由此将进一步影响到该刀具材料的切削性能。本文测量了不同晶须含量和不同晶须取向的Al_2O_3-SiCw材料的断裂韧性,分析了晶须含量和晶须取向对该刀具材料增韧效果的影响。试验了不同晶须含量和不同晶须取向的Al_2O_3 SiCw刀具的切削性能。结果表明:晶须含量和取向对刀具材料的磨损和破损有很大的影响。因此在实际应用中应根据刀具损坏方式的不同分别选用不同晶须含量和不同晶须取向的Al_2O_3-SiCw刀具材料。以充分发挥该刀具材料的增韧补强效果。     

SiCw／Y—TZP复合材料的增韧机理及其力学性能

研究了SiC晶须补强Y-TZP基复合材料的显微结构及其力学性能,探讨了晶须性能和t-ZrO_2稳定度对增韧特性的影响规律。分析表明:适当控制稳定剂Y_2O_3的含量以调节t-ZtO_2的稳定度,并选择合适的晶须能使Y-TZP基复合材料中晶须补强与相变增韧产生协同增韧的效果。所研制的添加5 vol.％优质siC晶须的2.2Y-TZP基复合材料,其室温强度和断裂韧性分别达到1130 MPa和19.1 MPa·m~(1/2)。     

SiC_w/莫来石和SiC_w/Y-TZP/莫来石复合材料的力学性能与显微结构

以莫来石为基体,SiC晶须(SiC_w)和Y-TZP(Y_2O_3稳定的四方ZrO_2多晶)为两种补强剂,采用热压烧结工艺,制备SIC_w/莫来石和SIC_w/Y-TZP/英来石复合材料。研究了复合材料的力学性能与显微结构,并对强化增韧机制进行了分析。结果表明,SiC晶须补强莫来石,可以改善其强度和断裂韧性。若SiC晶须和Y-TZP共同补强英来石,则可以进一步提高其强度和断裂韧性。晶须引起裂纹偏转,晶须拔出以及由ZrO_2相变引起的微裂纹增韧是该复合材料的主要增韧机制。SiC晶须和Y-TZP两种补强剂的共同作用,对莫来石强度和断裂韧性的提高具有叠加或协同效应。     

Al_2O_3晶须强化细晶氧化铝陶瓷的放电等离子烧结研究

通过放电等离子烧结(SPS)对Al_2O_3晶须增强氧化铝陶瓷致密化方法的研究,以获得细晶微观结构为目的,研究了晶须的加入对其常温力学性能的影响。从中发现添加晶须阻碍颗粒重排,显著地阻止了Al_2O_3的烧结行为。此外由于晶须网状结构较强的刚性边界,使得氧化铝基质颗粒的内应力降低。然而,在适宜的SPS环境下,当Al_2O_3晶须含量在3%~10%时能够获得几乎完全致密的细晶氧化铝陶瓷。加入3%Al_2O_3晶须的氧化铝陶瓷硬度与纯氧化铝陶瓷(约26GPa)相当,它的断裂韧性(5.6MPa·m~(1/2))高于纯氧化铝陶瓷(4.2MPa·m~(1/2))。研究结果表明,均匀分散的晶须和拔出晶须后的裂纹桥联被确认是主要的增韧机理。     

SiC晶须／Y—TZP（含Al2O3）复合材料力学性能的研究

通过SiC晶须对Y-TZP陶瓷材料的补强,发现:在SiC晶须分散均匀的情况下,尽管SiC晶须的体积含量高达30％,复合材料中单斜相氧化锆的含量并不高,氧化锆的应力诱导相变仍是复合材料的主要增韧机理,复合材料的力学性能并不随着SiC晶须含量的增加而降低。在复合材料中加入氧化铝后,发现少量的氧化铝加入有利于复合材料力学性能的提高。在氧化铝重量含量为6%,SiC晶须体积含量为20%时,复合材料的强度和断裂韧性分别为:1329±13MPa和14.8±0.7MPa·m~(1/2)。但是,过多的氧化铝加入又会使复合材料的力学性能出现下降趋势。SiC晶须加入后,复合材料的高温强度和抗热震性都有明显改善。     

新型复相陶瓷刀具材料JX-2-I协同增韧补强机理的研究

本文研制成功了一种新型陶瓷刀具材料——SiC晶须（SiCw）增韧和SiC颗粒弥散增韧Al2O3陶瓷刀具JX－2－Ⅰ，该刀具材料具有高的抗弯强度和断裂韧性等优点；对比A（Al2O3）、AP（Al2O3／SiCp）、AW（Al2O3／SiCw）、JX－1（Al2O3／SiCw）和JX－2－1（Al2O3／SiCp／SiCw）等陶瓷材料的力学性能可以看出，在JX－2－Ⅰ材料中具有明显的增韧补强叠加效应；本文在热失配分析和微观结构观察的基础上详细研究了JX－2-Ⅰ刀具材料的增韧补强机理，系统研究了JX－2—Ⅰ中各种增韧补强机理之间的协同效应。     

SiC晶须增韧Al_2O_3陶瓷刀具材料的增韧特性及其对刀具破损的影响

在微观结构研究的基础上,分析了SiC晶须增韧Al_2O_3陶瓷刀具材料的增韧特性和机理。由于受热压过程的影响而造成晶须在基体中定向排布于垂直热压轴方向的平面中,因此不同方向的增韧效果有所差异,而且选取不同平面作为刀具前刀面时在切削中抗破损能力亦不同。研究表明,断续切削时,由于刀头內应力分布的影响,选用平行于热压轴方向的平面作为前刀面将使其获得更高的抗破损能力。     

莫来石基陶瓷复合材料的力学性能

采用热压工艺制得致密的莫来石陶瓷和莫来石基陶瓷复合材料(ZTM、SiC晶须-莫来石、SiC晶须-ZTM)。通过引入SiC晶须或ZrO_2,使莫来石基陶瓷的力学性能有明显改善,SiC晶须和ZrO_2复合强韧则效果更为显著。组成为20vol.％SiC晶须-15vol.％ZrO_2-莫来石陶瓷材料,其室温及800℃的抗弯强度和断裂韧性分别为559MPa及425MPa,7.5MPa·m~(1/2)及7.4MPa·m~(1/2)。实验结果表明,莫来石基复合材料的相变增韧与晶须增韧机制的作用对韧性的贡献有良好的加和性。     

ZrO2增韧Al2O3／SiCnano复合陶瓷的力学性能及微结构

本文对Al_2O_3/SiC nano ZrO_2(3Y)复相陶瓷的力学性能和微结构进行了研究,探讨了ZrO_2(t)应力诱导相交增韧机制和纳米粒子增韧机制相互迭加的可能性。结果表明:适量的第二相纳米粒子ZrO_2(3Y)加入对材料的微结构有很大影响,同时对材料的力学性能的提高作出贡献。     

四脚状氧化锌晶须的性能及其研究进展

氧化锌晶须（zincOxide Whisker．简写为ZnOw）是近年发展起来的一种具有特殊形貌和功能的新型材料。综合评述了ZnOw的性能、特征及应用研究，并分析了其市场前景和发展趋势。     

定向排布的SiC晶须补强Si3N4复合材料的制备

通过挤制成型和热压烧结成功地制备了具有很好的一维定向排布的ＳｉＣ晶须补强Ｓｉ３Ｎ４复合材料，并从力学上分析了挤制成型过程中流体的受力状态，使晶须定向排布的原因以及影响晶须定向度的因素。     

复合材料挤制成型过程中晶须的定向排布

研究了含SiC晶须的Si3N4混合粉料的挤制成型过程.从挤制腔内泥料的受力分析出发,探讨了挤制成型过程中晶须定向排布的原理,并着重研究了挤制压力、挤制速率、泥料含水率和挤出口的尺寸对晶须定向度的影响.     

SiCw增韧Al2O3／TiB2陶瓷复合材料的研究

根据对晶须与基体材料的热胀失配的分析，计算得出了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣｗ三元复合材料中ＳｉＣｗ的临界体积分数。采用ＴｉＢ２颗粒增韧和ＳｉＣｗ增韧两种途径来改善Ａｌ２Ｏ３的脆性，得到此复合材料的抗弯强度为７４０ＭＰａ，断裂韧性为７．７ＭＰａ·ｍ＾１／２。分析表明：当ＳｉＣｗ含量大于临界体积分数时，强度大幅降低的主要原因是由于致密度的降低和热残余拉应力的增大。     

不同晶须改性聚丙烯的性能研究

研究了碱式硫酸镁(M-HOS)和钛酸钾(K2Ti6O13)晶须填充改性PP热变形温度、流动性能和力学性能等。结果表明,这两种晶须均能有效地提高PP热变形温度,同时也能改善其力学性能。镁盐和钛酸钾晶须的最佳含量均为30%,此时PP热变形温度分别提高到151.8℃和146.5℃。     

四脚状氧化锌晶须及应用

四脚状氧化锌(T-ZnO)晶须是晶须家族中目前发现的唯一具有规整三维结构的四脚状晶须.本文简述了T-ZnO晶须的发展、结构和特性、制备方法和生长.以及作为高分子基复合材料的增强体的应用.     

稻壳SiC晶须的特性和品质研究

利用现代分析仪器对稻壳法生长的ＳｉＣ晶须（中试条件下生产产品）的结构特性进行分析测试，结果表明：晶须品位较高（＞９７％），晶须外形挺直，表面光洁，长度、直径分布均匀、集中，晶须中缺陷杂质含量和以前产品相比明显降低，各项指标均已达到或接近国外同类产品标准。     

钛酸钾晶须及硫酸钙晶须改性环氧树脂

应用硅烷及钛酸酯等偶联剂对钛酸钾晶须及硫酸钙晶须进行表面处理，考察晶须对环氧树脂力学性能、工艺性等的影响。研究表明，钛酸钾晶须经硅烷偶联剂处理后，能很好地改善复合材料的性能，硅烷的表面处理效果较钛酸酯的好。钛酸钾晶须添加到环氧树脂中后，材料的弯曲强度随晶须含量增大逐渐增大，在晶须含量为8％时达到最大值，之后性能稍有下降；材料的弯曲模量随晶须添加量的增加逐渐增大，冲击强度稍有降低。体系中添加硫酸钙晶须后，材料的性能也得到一定程度的提高。硫酸钙晶须对环氧树脂工艺性的影响较钛酸钾晶须小。SEM表明，晶须经合适的偶联剂表面改性后，与树脂基体的界面粘接得到有效改善。     

晶须碳酸钙的制备和结构特性

通过碳酸化法制备了文石型碳酸钙晶须材料,并研究了温度对晶须形成的影响.对晶须的结构特性利用X衍射和SEM技术进行了分析测试.结果表明:反应温度的升高有利于文石晶体的形成,80℃是较适宜的反应温度;文石碳酸钙晶须具有均匀性好、完整单晶率高、晶须含量高等特点,而且本方法的生产成本较低,具有广阔的产业应用前景.     

石膏晶须制备的研究进展

介绍了目前石膏晶须的制备方法,重点阐述了在湿法磷酸生产中制造石膏晶须的绿色化学工艺。