铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法

涉及一种连铸连轧用浇注系统、模具及热喷涂用的铁铝金属间化合物／氧化锆陶瓷复合材料及其制备方法。本材料以氧化锆(ZrO2)、铁(Fe)粉、铝(A1)粉及微量添加元素为原料，通过机械合金化工艺制备Fe-Al基合金粉末材料，然后与ZrO2微粉球磨混料制粉，在保护气氛下或在真空条件下热压烧结成形。利用金属间化合物中温性能优异的特点来弥补氧化锆陶瓷材料的不足，从而生产出一种性价比合理、性能优良、先进实用的陶瓷复合材料。     

高韧性彩色氧化锆陶瓷的制备与性能

以Y2O3稳定ZrO2为主要原料,以Al2O3,SiO2等为增韧剂,以NH4VO3,V2O5,Co(NO3)2,Co2O3等为着色剂,球磨混合后采用于压成型法成型,二次烧结法制成陶瓷.通过陶瓷的性能测试和结构分析,优选出了黄、蓝色系钠米Al2O3增韧ZrO2陶瓷制备的配方和工艺条件.探讨了不同氧化物对ZrO2陶瓷的增韧机理和部分着色剂在氧化锆陶瓷中的致色机理.认为增韧机理以氧化锆相变增韧和增韧剂弥散增韧为主,陶瓷颜色主要为致色离子以固溶形式进入ZrO2晶格而致.     

用微波法提高含氧化锆陶瓷复合材料的致密性

陶瓷通常都是脆性的，利用转换动化可以改善各种陶瓷断裂韧性，部分稳定化的正方氧化锆（ZrO2）是普遍采用的一种动化剂，因为这种复合材料的任何动化效应直接取诀于复合材料的密度，因此，在获得合乎要求的转换韧化中高密度是很重要的．然而，添加ZrO2可能降低陶瓷的烧结性能，因而在普通的烧结条件下难于得到高密度．但微波烧结可得到相当局的密度．陶瓷材料的微波烧结不同于普通的烧结．在微波烧结中，工件是作为一个整体直接加热的，材料的微波吸收取决于这种材料总的介质损耗因子，因此，微波法对某些陶瓷复合材料具有选择性的加热效…     

烧结助剂对Salon常压烧结的影响

研究了以Y2O3和Y2O3＋La2O3为烧结助剂的Sialon陶瓷的常烧结过程及其相结构。结果表明：添加6％Y2O3在1750℃常压烧结1h可获得相对密度大于99％的Sialon陶瓷;La2O3可部分或大部分取代Y2O3,混合烧结助剂的最佳烧结温度（1800℃）略高于单纯以Y2O3为烧结助剂的最佳烧结温度（1750℃）。加入La抑制了α′相和YAG相的生成,选择合适的工艺条件,可制得α′ β′复相陶瓷。探讨了用Col-Gel化学法混料替机械法混料的可能性,由于γ－Al2O3转变成α－Al2O3等原因,化学混料法的效果不如机械法。     

氧传感器用ZrO2-Y2O3固体电解质电导性能的研究

采用低温处理制备的ZrO2-Y2O3系列超细粉末,粉末粒度达到10－50nm,经压制、等静压成型、高温烧结成致密的氧化锆陶瓷。分别采用超细铂粉、专用铂电极浆料以及氯铂酸等原料制作电极,用交流电桥法测试各种陶瓷的导电性能,通过比较分析,基本确定了制备氧传感器的ZrO2-Y2O3系列固体电解质的组成。     

Al_2O_3-TiC复合陶瓷的冷压烧结

研究了Al2O3－TiC复合陶瓷的冷压烧结。实验结果表明：通过添加少量的烧结助剂,Al2O3＋TiC冷压烧结能制造出致密的复合陶瓷,制品性能与热压制品性能相当。氢气流量及烧结填料是冷压烧结的工艺关键。     

低温常压烧结SiC陶瓷的结构与性能

采用Al2O3-Y2O3-CaO烧结助剂体系,低于1600℃无保护气氛条件下常压烧结制备SiC陶瓷。研究了粘结剂含量、压制压力、SiC原料粒径级配、烧结温度、烧结助剂含量等对SiC陶瓷结构与性能的影响,优化低温常压烧结SiC陶瓷工艺参数。结果表明,在SiC陶瓷烧结过程中,烧结体中的助烧熔体能充分填充孔隙,并在随后的冷却过程中大多转化为晶态氧化物,有效促进SiC陶瓷的烧结致密化,并赋予其良好的结构与性能。采用3.5μm和0.5μm粒径的粉体按3∶1质量比级配,烧结助剂含量为30%(质量分数),1575℃烧结制备的SiC陶瓷的密度为2.93 g/cm3,抗弯强度为359 MPa。     

氧化铈稳定的氧化锆纳米复合陶瓷问世

在氧化锆（ZrO2）基陶瓷中，部分稳定氧化锆（YSZ）在室温和中温下显示出优良的韧性和强度．为控制ZrO2陶瓷相组成，保留大量四方或立方相，须使用Y2O3作稳定剂．YSZ中含有稳定的单斜和立方相、亚稳的四方相，抗奇强度达900MPa—1000MPa，是制造刀具、挤压模和咳喘的上佳工程陶瓷．1998年本松下电器公司与大阪大学联合开发了一种采用林作稳定剂的ZrO2－CeO2复合陶瓷．通过优化烧成温度和混合比，已能批量生产高强度、高硬度复合陶瓷，用于代管由YSZ制造的可转换叶片．与YSZ相比，其断裂动性为前者的3倍，切割速度为前者的1．5佰…     

CeO2,Dy2O3,Yb2O3及Y2O3烧结助剂对氮化硅陶瓷热导率的影响

研究了CeO2-MgO(CeM),Dy2O3-MgO(DyM),Yb2O3-MgO(YbM)及Y2O3-MgO(YM)体系烧结助剂对氮化硅陶瓷的热导率及电学性能的影响.结果表明与YM烧结助剂相比,添加DyM烧结助剂的氮化硅陶瓷热导率较低;添加CeM烧结助剂的氮化硅陶瓷的热导率最高,为85.4W/m·K;添加YbM烧结助剂的氮化硅陶瓷也有较高的热导率,但体电阻率较低.组织分析表明,添加不同稀土元素的烧结体组织形貌基本相同,晶界相不同,添加DyM,YbM和YM烧结助剂的氮化硅陶瓷在烧结过程中分别形成了含氧晶界相Dy2Si3N4O3,Yb2Si3N2O5和Y2Si3N3O4.     

放电等离子烧结制备氧化锆陶瓷及其力学性能

以日本Tosoh纳米氧化锆粉体为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术及无压烧结技术制备了氧化锆纳米陶瓷。运用TEM﹑SEM﹑XRD等对粉体和块体进行分析,比较无压烧结及不同SPS烧结温度的样品显微结构及力学性能。结果表明:在试验范围内SPS烧结样品力学性能随烧结温度升高而升高,抗弯曲强度在1500℃时达到1483MPa,可切削性低于无压烧结组。利用放电等离子烧结技术可以明显提高ZrO2的力学性能,但并不能改善其可切削性能。     

ZrB2-Al2O3复合粉体的制备及应用综述

以ZrO2（或ZrOCl2·8H2O）、B2O3（或H3BO3）和工业Al粉为原料,在氩（氮）气气氛中合成了ZrB2-Al2O3复合粉体,较佳的摩尔配比为ZrO2（ZrOCl2·8H2O）：H3BO3：Al=3：6：20。自蔓延高温合成法、微波法以及高能球磨法合成的复合粉体晶粒细小,具有良好的成型性和烧结性。ZrB2-Al2O3复合粉体可用来制备高性能陶瓷以及作为含碳耐火材料的添加剂来提高材料的抗氧化性和抗侵蚀性,此复合粉体在磨料磨具工业也有广阔的应用前景。     

Effect of Al powder and silica sol on the structure and mechanical properties of Al_2O_3-ZrO_2 foams

Polymeric sponge replication method is one of the common ways for ceramic foam production. The existence of central triangular voids in the struts results in a decrease of mechanical properties limiting their applications. To remove this defect, some additives consisting of Al powder particles and silica sol are added to ceramic slurries consisting of Al2O3 and ZrO2 (partially stabilized zirconia). With increasing temperature for pyrolyzing and sintering of raw materials, first the Al powder and then the gl...     

一步常压烧结制备AlON陶瓷材料

为提高AlON陶瓷材料的力学性能、降低成本,以廉价Al和Al_2O_3粉为原料,利用常压烧结方法一步原位合成了AlON陶瓷材料.研究了成分配比和烧结助剂对材料的物相组成、密度、抗弯强度和显微组织的影响.结果表明:Al与Al_2O_3的最佳质量配比为13:87.未添加烧结助剂时,材料的最高烧结密度为2.74 g/cm~3,抗弯强度为246 MPa.添加烧结助剂(SiO_2-Y_2O_3-CaF_2)以后,材料的最高烧结密度提高到3.62 g/cm~3、抗弯强度提高到321 MPa,超过热压烧结制备AlON陶瓷材料的性能.     

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。     

烧结助剂对高气孔率SiC陶瓷结构和性能的影响

由叔丁醇、丙烯酰胺和SiC粉及烧结助剂组成固相含量为10%(体积分数)的陶瓷浆料,采用凝胶注模成型和无压烧结工艺制备多孔SiC陶瓷,研究Al2O3和Al2O3+SiO2这两种烧结助剂体系对多孔SiC陶瓷的气孔率、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Al2O3+SiO2复合烧结助剂明显改善SiC陶瓷的烧结性能,与采用单一的Al2O3烧结助剂相比,SiC样品的烧结温度和莫来石的生成温度均降低50℃左右;两种不同的烧结助剂制成的试样中的气孔均呈很窄的单峰分布,中位孔径为2μm左右;随烧结温度的升高压缩强度增大,而气孔率变化不大;以Al2O3+SiO2为烧结助剂、在1 400℃烧结的试样的气孔率和强度分别达到70.57%和17.74 MPa。     

微波烧结ZrO_(2(n))/Al_2O_3复合陶瓷工艺与组织

以纳米ZrO2、微米Al2O3为原料,采用微波烧结方式制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷。探讨了烧结温度和保温时间对试样线收缩率、相对体积密度、硬度和断裂韧性的影响。结果表明,烧结温度1550℃,保温时间10 min,可得到较高的硬度(13 350 MPa)和较好的断裂韧度(6.41 MPa.m1/2),烧结过程中发生了m-ZrO2转变为t-ZrO2相变,nano-ZrO2的加入使Al2O3形成內晶型结构;试样的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂并存;ZrO/AlO复合陶瓷主要通过应力诱导相变和内晶型结构进行增韧。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

Enhanced sintering, microstructure evolution and mechanical properties of 316L stainless steel with MoSi2 addition

Sintering 316L stainless steel to near full density with an appropriate sintering additive can ensure high mechanical properties and corrosion resistance. We present here a sintering approach which exploits the dissociation of ceramics in steels at high temperatures to activate sintering densification to achieve near full dense 316L stainless steel materials. MoSi₂ ceramic powder was used as a sintering additive for pre-alloyed 316L stainless steel powder. Sintering behavior and microstructure evolution were investigated at various sintering temperatures and content of MoSi₂ as sintering additive. The results showed that the sintering densification was enhanced with temperature and MoSi₂ content. The distribution of MoSi₂ was characterized by XMAPs. It was found that MoSi₂ dissociated during sintering and Mo and Si segregated at the grain boundaries. Excess Mo and Si were appeared as separate phases in the microstructure. Above 98% of theoretical density was achieved when the specimens were sintered at 1300 °C for 60 min with 5 wt.% MoSi₂ content. The stainless steel sintered with 5 wt.% MoSi₂ exhibited very attractive mechanical properties.     

The Microstructure and Mechanical Behavior Evaluation of Ce-TZP／Al2O3 Nanocomposites

Ce-TZP/Al2O3 nanocomposites were prepared from mixture of self-made Ce-TZP nanometer powder and commercial Al2O3 powder by hot-pressing method. Influences of nanometer ZrO2 particles on the mechanical properties and microstructure of Ce-TZP/Al2O3 ceramics were investigated. Meanwhile, t→m transformation toughening mechanism was investigated by x-ray diffractometry (XRD) method, and deflection of samples under applied stress were recorded too. The results show that when the percentage of ZrO2 was 20%, the mechanical properties and microstructures of materials were preferential. Additionally, TEM observation show that dislocation structures form both in the Al2O3 grain and on the Al2O3 grain boundary.     

常压烧结制备ZrB_2-SiC复相陶瓷材料

以溶胶凝胶法合成的亚微米级和市售微米级ZrB_2粉体为原料,B4C和Mo为烧结助剂,在氩气气氛下,常压烧结制得ZrB_2-SiC复相超高温陶瓷材料.研究结果表明,亚微米级ZrB_2超细粉体的加入对ZrB_2-SiC复相陶瓷的常压烧结致密化有一定的促进作用,但对材料性能的影响不太明显.当超细粉体占到粉体质量的30%时,材料的相对密度约为97%.复相材料的三点抗弯强度为(327±56) MPa,弹性模量为(365±30) GPa,维氏硬度和断裂韧性分别为(12.30±0.75) GPa和(3.39±0.35) MPa·m~(1/2).另外,从材料的SEM照片明显看出,在压痕棱角尖端出现裂纹分叉现象,同时在裂纹延伸过程中发生偏转,断裂模式多为穿晶断裂,较少为沿晶断裂.