改进的工艺路线制备化学计量比的PZN基钙钛矿陶瓷

采用改进的工艺路线制备了化学计量比的Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-BaTiO3陶瓷,二氧化钛和碳酸钡不经过预烧,与预反应粉体混合球磨,成型后直接烧结,在1100℃和1120℃分别保温1 h,2 h,4 h获得了100%钙钛矿结构的PZN-PT-BT陶瓷,最大密度7.418 g/cm3,最大介电常数7672.     

预烧温度对BaTiO3基X7R陶瓷相结构和介电性能的影响

采用传统电子陶瓷工艺制备了符合X7R指标的BaTiO3陶瓷系统,研究了预烧过程对该系统结构和介电性能的影响.XRD和SEM分析表明,对BaTiO3粉料的预烧增大了晶粒尺寸并增加了c/a比,预烧过程通过增加c/a比提高了铁电性,极大地提升了介电常数,但是由于电畴重定向的驰豫机制也导致了损耗角的少量增加.没有经过预烧的BaTiO3陶瓷(1240℃烧结),其相结构近似立方相(c/a=1.0005),而把BaTiO3粉料经过预烧(1200℃),同样烧结条件(1240℃)的BaTiO3陶瓷相结构为四方相c/a=1.0030.BaTio3系统在1200℃预烧和1240℃烧结得到的样品具有满足X7R指标的优良介电性能,其介电性能为εr≥4500,⊿εr/εr≤±15%(-55～125℃),tanδ≤0.012(25℃).     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

氮化硅多孔陶瓷的制备及微波介电性能研究

通过添加成孔剂,采用反应烧结工艺制备出具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷.采用阿基米德法、三点弯曲法测试了材料的密度、气孔率及抗弯强度.用XRD及扫描电镜对相组成和显微结构进行了研究,用谐振腔法测试了该氮化硅陶瓷在9360 MHz频率的微波介电特性.结果表明,随着试样中气孔率的增加,试样的介电常数下降;在Si粉中添加α-Si3N4粉后,虽能提高氮化率,改善组织结构,但外加Si3N4和基体生产的Si3N4存在活性差异,两者结合不紧密,使强度降低;加入α-Si3N4粉使晶相组成中Si2ON2的含量降低,能够改善试样的介电性能.     

热压烧结SiC/CCTO陶瓷电容器的工艺和性能

首先采用固相法合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)粉体,与SiC粉体均匀混合后,采用真空热压制备了SiC/CCTO复合陶瓷电容器.采用DSC-TG技术分析了SiC/CCTO复合粉体的热行为,采用XRD、SEM等手段对样品进行表征,研究了SiC/CCTO复合陶瓷电容器的介电性能,并对其介电机理进行了探讨.结果发现,在950 ℃和 30 MPa的热压条件下制备出的 SiC/CCTO复合陶瓷电容器具有最高的介电常数ε_r≈3×10~8(1 kHz),分析认为其介电机理属于阻挡层机制,载流子在SiC与CCTO界面处聚积,形成空间电荷极化.     

Mo元素掺杂对氧化铝基陶瓷/金属复合材料微观形貌及介电性能的影响

采用粉末冶金法制备了Mo掺杂的Al_2O_3基陶瓷/金属复合材料(Al_2O_3/Mo),利用X射线衍射、扫描电镜等测试分析方法研究了Mo掺杂对复合材料微观形貌及介电性能的影响。结果表明:Al_2O_3/Mo复合材料主要由Al_2O_3相和Mo相组成,未出现新相。Mo主要分散在Al_2O_3晶界,并且随着Mo掺杂量的增加,Al_2O_3晶粒尺寸逐渐减小、材料气孔率逐渐增加。当Mo掺杂量小于20%(质量分数)时,复合材料电阻率(10~(12)?·cm)与相对介电常数(8~9)没有明显变化;而当Mo掺杂量大于20%,Mo由弥散相转变为连续相,复合材料的体电阻率急剧下降到10~(10)?·cm;当Mo掺杂量达到40%时,由于复合材料中Mo已经形成连续的贯穿网络,体电阻率下降趋势减缓,稳定在10?·cm左右。因此,通过调控Al_2O_3基体中的Mo掺杂量及相分布,可以制备出具有不同电阻率的陶瓷/金属复合材料。     

Fe^3＋掺杂钛酸铅陶瓷的制备及性能研究

采用溶胶凝胶（sol-gel）法制备Fe^3＋掺杂钛酸铅超细粉体，并烧结成陶瓷。讨论了影响铁掺杂PbTiO3凝胶的不同因素，确定了制备陶瓷的最佳工艺条件。利用XRD对钛酸铅粉体进行物相分析，采用SEM对烧结成的陶瓷进行微观结构分析，并测试其介电性能。研究发现，在pH=4～5范围内，pH值越低，成胶时间越长，胶体的质量越好，Fe^3＋在不同掺杂量均能形成透明的凝胶。通过XRD对Fe^3＋掺杂钛酸铅陶瓷进行物相分析可知，在掺杂PbTiO3陶瓷中只得到纯相的PbTiO3衍射峰，但掺杂PbTiO3陶瓷的晶胞参数改变，证明铁已被掺入PbTiO3体系中。通过SEM观察发现，Fe^3＋掺杂PbTiO3陶瓷晶粒结晶良好完整。介电性能的测试表明，Fe^3＋掺杂钛酸铅陶瓷能改变钛酸铅陶瓷的介电性能，并随掺杂量和频率而变。     

Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷的制备及性能研究

采用溶胶凝胶(sol-gel)法制备Fe3+掺杂钛酸铅超细粉体,并烧结成陶瓷.讨论了影响铁掺杂PbTiO3凝胶的不同因素,确定了制备陶瓷的最佳工艺条件.利用XRD对钛酸铅粉体进行物相分析,采用SEM对烧结成的陶瓷进行微观结构分析,并测试其介电性能.研究发现,在pH=4～5范围内,pH值越低,成胶时间越长,胶体的质量越好,Fe3+在不同掺杂量均能形成透明的凝胶.通过XRD对Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷进行物相分析可知,在掺杂PbTiO3陶瓷中只得到纯相的PbTiO3衍射峰,但掺杂PbTiO3陶瓷的晶胞参数改变,证明铁已被掺入PbTiO3体系中.通过SEM观察发现,Fe3+掺杂PbTiO3陶瓷晶粒结晶良好完整.介电性能的测试表明,Fe3+掺杂钛酸铅陶瓷能改变钛酸铅陶瓷的介电性能,并随掺杂量和频率而变.     

氧化铝基陶瓷型芯的脱芯工艺研究

氧化铝陶瓷型芯冶金化学稳定性、抗蠕变性能好,是制造高性能航空发动机气冷叶片的关键,但是其脱芯性能很差,影响其广泛应用.文中研究了影响氧化铝型芯脱除的因素(压力和时间),并制定了脱芯工艺.     

钛酸铜钙/钛酸钙复合陶瓷的制备和介电性能

以CaCO_3、TiO_2、CuO为原料,采用两种工艺途径制备了(1-x)CCTO-xCTO(0≤x≤1)复合陶瓷材料.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻抗分析仪对(1-x)CCTO-xCTO复相陶瓷的相组成、显微结构特征和介电性能进行了研究,发现不同工艺途径制备的(1-x)CCTO-xCTO复合陶瓷的显微结构略有差异,但介电性能基本相同,表明两种工艺途径制备的陶瓷中CCTO和CTO具有相似的连接情况.此外,还发现2/8CCTO-6/8CTO复合陶瓷在室温和1 kHz频率时,材料的介电常数ε接近1500,且介电损耗tgδ小于0.08.     

溶胶-凝胶法制备稀土锆酸盐陶瓷的结构及介电性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法分别合成一元及多元稀土锆酸盐Sm2Zr2O7和(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷粉体,在1600℃无压烧结10h合成致密的陶瓷块体。利用X射线衍射(XRD)仪及场发射扫描电镜(SEM)对各粉体和块体的微观结构进行表征,采用阻抗分析仪测试2种材料的介电性能。结果表明,一元及多元稀土锆酸盐均具有单一的焦绿石结构,中等的介电常数以及低的介电损耗,二者的介电常数均随频率的增加而下降;(Gd0.4Sm0.5Yb0.1)2Zr2O7陶瓷的介电常数低于Sm2Zr2O7,但二者的介电损耗值相差不多。该研究为进一步研究材料介电常数与热导率之间的关系奠定了基础。     

孔结构对氮化硅陶瓷介电性能的影响

采用添加成孔剂和冰冻．干燥法制备了具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷，研究了该陶瓷在9．3GHz的微波介电性能。用SEM对微观形貌进行观察。结果表明，不同的成型工艺制备出具有不用孔结构的氮化硅多孔陶瓷，添加成孔剂制备的多孔陶瓷为较大的孔、洞分布在较致密的基体上；冰冻．干燥法制备的多孔陶瓷具有复合孔结构。对试样介电特性的研究表明，除了气孔率对介电常数和介电损耗有较大影响外，孔结构也是影响其介电特性的重要因素。     

热压铸成型3Y-PSZ氧化锆陶瓷的性能研究

用无机胶化法制备3Y—PSZ粉末，其D50在0．5～0．8μm之间，BET为3．1～3．3m^2／g，粒度分布均匀、狭窄；用该粉末通过热压铸制备陶瓷件，研究其烧结体的部分力学性能。结果表明：在较低的温度下烧结粉末，其四方相只有82％左右；用此粉未烧结后得到陶瓷体的四方相含量大于96％；陶瓷体的烧结密度大于理论密度的98％，抗弯强度为667MPa，维氏硬度为1100MPa。热压铸成型与模压和等静压成型方法相比，烧结密度差异不明显，但强度、硬度和显微结构差异较大。热压铸陶瓷体内部有明显的气孔洞，结构不紧密，晶粒粗且晶界明显，而等静压陶瓷体晶粒联系紧密，均匀性好。     

热压烧结B4C陶瓷材料的组织与性能

采用热压烧结的方法,在不同烧结温度下对B4C微粉进行烧结,详细研究烧结温度对B4C陶瓷材料的力学性能和显微组织的影响。结果表明:B4C陶瓷材料的相对密度、抗弯强度及断裂韧性都随着烧结温度的升高先增大后减小,维氏硬度则随着烧结温度的增大而增大。采用粒度为1.5μm的B4C粉末,在1950℃热压后,材料的综合性能较好,其相对密度为99.1%、维氏硬度为32.3GPa、抗弯强度为524.6MPa、断裂韧性为6.56MPa·m1/2。     

Microstructure,Mechanical Properties,and Corrosion Behavior of Mg-Al-Ca Alloy Prepared by Friction Stir Processing

Friction stir processing (FSP) was used to modify the microstructure and improve the mechanical properties and corrosion resistance of an Mg-Al-Ca alloy. The results demonstrated that, after FSP, the grain size of the Mg-Al-Ca alloy was decreased from 13.3 to 6.7 μm. Meanwhile, the Al₈Mn₅ phase was broken and dispersed, and its amount was increased. The yield strength and ultimate tensile strength of the Mg-Al-Ca alloy were increased by 17.0% and 10.1%, respectively, due to the combination of fine grain, second phase, and orientation strengthening, while the elongation was slightly decreased. The immersion and electrochemical corrosion rates in 3.5 wt% NaCl solution decreased by 18.4% and 37.5%, respectively, which contributed to grain refinement. However, the stress corrosion cracking (SCC) resistance of the modified Mg-Al-Ca alloy decreased significantly, which was mainly due to the filiform corrosion induced by the Al₈Mn₅ phase. SCC was mainly controlled by anodic dissolution, while the cathodic hydrogen evolution accelerated the SCC process.     

SPS反应烧结不同化学计量比硼-碳陶瓷

以高纯的单质硼粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)技术,得到了一系列不同化学计量比的硼-碳陶瓷材料.用X射线衍射分析了该系列材料的物相组成,用化学分析法确定了材料的化学计量比,用透射电镜观察了材料的显微结构.结果表明:该系列硼-碳陶瓷的相对致密度均大于90%,具有细晶粒结构(晶粒大小在1 μm左右),由作为主相的碳化硼相(B_(13)C_2)与不同含量的石墨相所组成,并且石墨相含量随原料中硼碳比的增加而减小.化学分析结果显示,随原料中硼碳比的增加,烧结体中的硼碳化学计量比逐渐偏离理论曲线,根据此结果可拟合得到控制烧结体中硼碳比的经验曲线.     

熔体冶金法制备连续梯度材料的研究与发展

功能梯度材料是一种组成和微观结构呈梯度变化的新型复合材料,其制备工艺大体可分为构造法和熔体冶金法两个主要系列.熔体冶金法以传输为基础,利用流体流动、原子类扩散或热传导在局部的微观结构中或在有用成分中形成连续梯度,在制备连续梯度材料方面占有一定优势,成为材料领域的研究热点之一.对功能梯度材料的概念、发展历程进行了综述,着重阐述了熔体冶金法制备连续梯度材料的制备方法和研究现状,并对熔体冶金法制备功能梯度材料的发展趋势及前景进行了展望.     

机械合金化与热压烧结法制备2Si-B-3C-N陶瓷

以Si_3N_4、B4C、C、Si等粉末为原料,采用机械合金化方法制备2Si-B-3C-N粉末,在氮气保护下1900 ℃, 40 Mpa热压烧结30 min获得2Si-B-3C-N陶瓷,研究了块体陶瓷微观组织结构与力学性能.高能球磨粉末在热压烧结后致密度达到了97.9%.热压烧结的2Si-B-3C-N陶瓷中主要含有等轴状的b-SiC和层片状的h-BCN相.BCN晶粒尺寸约为200 nm,SiC晶粒尺寸约为400～500 nm.BCN晶粒主要分布在SiC晶粒周围.2Si-B-3C-N陶瓷的室温抗弯强度、弹性模量、断裂韧性、硬度分别为446.6 Mpa、144.6 Gpa、5.10 Mpa×m~(1/2)和5.53 Gpa.在高温空气状态下,2Si-B-3C-N陶瓷的抗弯强度随温度的升高而降低,1000和1400 ℃下的抗弯强度分别为358.7和202.1 Mpa.     

等离子旋转电极法制备钛铝粉末性能表征

采用等离子束旋转电极法制备Ti-47Al-2Cr-2Nb球形粉末,粉末的平均粒径d50为85 μm, 松装密度为2.65 g/cm3。截线法测得粉末的球形度为99.6%;粉末的流动性为10.40 s/50 g;粉末的平均氧、氮含量分别为0.05%和0.004%。XRD分析表明,粉末的相组成为α2相和γ相,主相为富钛α2相;粉末经热等静压后主相为γ相,伴随少量α2相。SEM背散射照片表明,粉末颗粒的晶粒为胞状组织,晶粒平均大小约为2 μm;对不同粒径的颗粒进行EPMA分析表明,颗粒内部化学成分与预合金棒接近,颗粒表面有部分Al元素挥发,约为2at%