烧结条件对(α+β)-Sialon陶瓷组织与性能的影响

系统地讨论了两种不同的烧结方法对(α+β)-Sialon系统相形成、显微结构及性能的影响。实验结果表明:同样的烧结参数,热压烧结制备的(α+β)-Sialon具有较好的显微结构和强度,这是由于外加推动力加速了材料的烧结过程,提高了致密度,因而提高了材料性能。讨论了温度、时间和加热速率的影响。结果表明:最适宜的无压烧结和热压烧结温度分别为1750～1800℃和1700～1750℃,烧结时间分别为120 min和60 min。两种烧结方法的最佳升温速率均为15～20℃/min。     

莫来石/SiC复相材料的烧结工艺和成分优化

利用工业氧化铝和超细氧化硅合成莫来石，并结合SiC制备出了莫莱石／SiC复相材料。研究了烧结工艺及氧化铝和氧化硅的摩尔比对复相材料密度和强度的影响，并以材料的热震残余强度为指标、利用正交设计法研究了微量添加剂的影响效果。结果表明，复相材料的体积密度随烧结温度的升高和烧结时间的延均出现先升高后降低的规律，而开口气孔率的变化规律则相反；随结合相中Al2O3与SiO2的摩尔比的提高，复相材料的密度增加、气孔密度降低，而强度则先增后减，通过烧结工艺与结合相和添加剂成分的优化，材料密度最高可达2．5g/cm^2，抗折强度达34．5MPa，耐压强度可达90MPa，热震后的残余强度率为67．2％。     

高炉水淬渣制备(Ca/Y)-α-Sialon陶瓷材料及其显微组织

研究了以高炉水淬渣合成的Ca-α-Sialon粉体为原料制备Ca,Y复合掺杂α-Sialon陶瓷的无压烧结工艺及Y2O3加入量对显微组织及相组成的影响.结果表明,试样中Ca-α-Sialon呈等轴晶粒,(Ca/Y)-α-Sialon呈柱状晶粒.晶粒形状受控于Y3 的固溶量与烧结温度.随着Y2O3含量增加,柱状晶数量增加.随着烧结温度提高,α-Sialon柱状晶出现粗化和等轴化.     

热等静压原位合成SiC–TiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

采用纳米级β-SiC粉末、Si粉末、C粉末以及微米级TiH_2粉末为原料,利用热等静压原位合成工艺制备了SiC–TiC复相陶瓷,研究了不同原位合成反应和烧结工艺对复相陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明:以SiC、TiH_2、C粉末为原料的原位合成反应,无明显副反应发生,更有益于制备成分符合预期、致密度良好且性能优秀的SiC–TiC复相陶瓷。在1600℃,120 MPa,4 h等静压烧结工艺下原位合成得到的体积分数为SiC–32%TiC复相陶瓷具有最好的致密度、硬度、三点弯曲强度以及良好的断裂韧性,分别达到98.7%、21.2 GPa、428 MPa和5.5 MPa·m1/2。提高热等静压压力有助于提高材料的烧结扩散活性,从而提高材料的致密度,有益于力学性能的提升。     

高炉陶瓷杯用β-Sialon结合刚玉砖的研制

采用Si粉、AL粉、α-Al<,2粉、棕刚玉颗粒料和细粉、广西粘土等于1450℃保温3h,通氮气下氮化反应合成了β-Sialon,制备了β-Sialon结合刚玉砖.研究结果表明:目标Z值取2.75～3.00范围内可制备合成率较高的β-Sialon;氮化烧结温度在1500～600℃,采用密封烧结时,广西粘土适合加入量在2%左右;当采用埋碳烧成时,广西粘土适合加入量在1%～1.5%,可以制成性能优良的高炉陶瓷杯砖.     

Ca—α—Sialon和Y—α—Sialon的制备

用热力学方法分析了α-Sialon合成的可能性,并通过制备Ca-α-Sialon和Y-α-Sialon的进行了实验验证,对合成的Ca-α-Sialon和Y-α-Sialon采用XRD进行相组成分析,运用SEM观察了合成材料的显微形貌,发现了长柱状的Ca-α-Sialon晶粒。     

β-Sialon对金属复合不烧铝碳材料高温力学性能的影响

研究了加入矾土基β-Sialon对金属Al/Si复合不烧滑板材料高温力学性能的影响.加入矾土基β-Sialon后,材料具有如下特性:(1)高温抗折强度-温度曲线保持原有特性,在1 400℃时强度仍达到40MPa以上;(2)残余强度保持率随着矾土基β-Sialon加入量的增加而略有提高,抗热震性稍有改善.还讨论了材料的高温力学性能与物相组成和显微结构的关系.     

发动机用石墨烯增强TC11合金放电等离子烧结制备参数优化及力学性能研究

通过添加石墨烯提高了放电等离子烧结（spark plasma sintering, SPS）制备发动机用耐高温TC11合金的力学性能,研究了不同烧结参数下TC11合金的密度,并观察了合金显微组织,分析了合金力学性能的影响因素。研究结果表明:随着烧结温度增加,试样密度先增加后平稳;提高烧结压力后,试样密度发生了略微上升。随着烧结温度的上升,更多α相转变成了高温β相,形成了相对稳定的β相比例。随着烧结时间的增加,合金室温压缩强度表现为升高的趋势。提高烧结压力后,TC11合金获得了更高的室温与高温力学强度。通过实验最终确定烧结时间5 min、温度900 ℃与压力50 MPa时制备的TC11合金具有最优力学性能。     

原位合成(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O'-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至1350℃并保温6 h可以合成(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料,且合成材料中O'-Sialon和β-Sialon多以粒状形式存在,平均粒径约为1 μm;(O'+β)-Sialon/莫来石复合材料的生成过程包括O'-Sialon和β-Sialon的生成及O'-Sialon向β-Sialon的转化过程.     

烧结温度对W/Mo双金属材料显微组织及力学性能的影响

本文首先通过粉末冶金技术,采用不同的真空烧结工艺制备出W/Mo双金属材料,然后对其显微组织、密度、硬度和结合状态进行了测试。结果表明:将W粉、Mo粉铺层以485MPa的压力冷压成形后,在1600℃、10-3 Pa真空度下烧结2～4h可以制得满足一定条件的W/Mo双金属材料。该W/Mo双金属材料的性能受烧结温度的影响,烧结温度越高得到的W/Mo双金属的密度、强度越高,结合面越平整。     

热处理对深海耐压壳用Ti542222钛合金厚板组织性能影响研究

为获得强度-塑性-韧性最佳匹配的深海耐压壳用Ti542222高强高韧钛合金，研究了固溶温度、时效温度对Ti542222厚板显微组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明：经750～800℃固溶处理后，合金由初生α_p相和亚稳β相组成，且均随温度升高而长大，β基体上次生α_s相发生了由α_s→β的转变，强度降低，韧性提高；当在800～860℃固溶处理时，初生α_p相减少，在β相基体上析出斜方马氏体α″相，且随温度升高，初生α_p相和β相逐渐粗化，α″相大量增加，强度稳步提升，塑、韧性降低；在860℃/1.5 h空冷(AC)+(550～760)℃/4 h AC固溶时效中，当时效温度为550℃时，显微组织与860℃/1.5 h AC退火后基本一致，亚稳β相分解形成的次生α_s相比较细小、均匀，强度仍保持高值，但韧性不能满足深海耐压壳材料需求，当时效温度为630～760℃时，显微组织为初生α_p相、 β相、 α_s相，且随着时效温度升高，...     

利用铁尾矿制备SiC-Y3Al5O12复相陶瓷

以铁尾矿合成的SiC粉为原料,Y2O3和Al2O3为烧结助剂,常压烧结制备SiC-Y3Al5O12(YAG)复相陶瓷.通过X射线衍射及扫描电镜等测定材料的相组成和显微结构,并分析烧结物的致密化过程,研究其结构和力学性能.结果表明:制备材料适宜的烧结温度为1 800-1 850℃.烧成产物主要物相为SiC,其余为YAG和少量FexSiy随烧结温度的升高,Y2O3和Al2O3生成的YAG相逐渐增加且稳定存在.细小的YAG颗粒弥散在基体周围,并逐渐增多聚集把短柱状SiC晶粒粘结在一起起到促进烧结的作用.随烧结温度的升高,材料的显气孔率降低,而体积密度、硬度和抗压强度均增加.     

烧结助剂对反应烧结Si3N4-BN复合材料的影响

以Si粉和BN粉为原料,采用反应烧结法于1450℃氮气气氛下制备了Si3N4-BN复合材料.分别考察了CaF2、Fe2O3以及Al2O3 Y2O3三种烧结助剂对BN含量(质量分数)为20%的复合材料性能的影响.利用XRD研究了在不同烧结制度下复合材料的物相组成,利用SEM对材料断面形貌进行了观察,并测定了材料的显气孔率、体积密度和常温抗折强度,同时探讨了不同烧结助剂对复合材料的作用机理.结果表明:以CaF2为烧结助剂时,材料中存在大量的残余硅,其他成分有BN,α-Si3N4和β-Si3N4;以Fe2O3为烧结助剂时,硅可完全氮化,材料的主要成分为β-Si3N4;以Al2O3 Y2O3为烧结助剂时,复合材料中α-Si3N4相含量比β-Si3N4相含量高,其抗折强度最高.     

烧结温度对Ti-15Nb-25Zr-2Fe合金组织与力学性能的影响

采用放电等离子烧结技术制备Ti-15Nb-25Zr-2Fe钛合金,研究了烧结温度(800,1 000和1 200℃)对合金致密度、相组成、显微组织及力学性能的影响。结果表明:合金的致密度随烧结温度的升高逐渐升高。800℃烧结的样品主要由β相、α"相、α相和单质Zr组成。1 000℃和1 200℃烧结的样品主要由β相和α"相组成,α"相含量随烧结温度的升高逐渐降低。三种温度烧结的样品中均观察到未固溶的Nb,其含量随烧结温度的升高逐渐降低。随着烧结温度的升高,合金的抗压强度逐渐升高,塑性先升高后降低。     

添加氧化铈对反应烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

为了进一步提高高品质钢冶炼用镁铝尖晶石耐火材料的关键性能,以电熔镁铝尖晶石、轻烧氧化镁和白刚玉为原料,镁铝溶胶为结合剂,氧化铈为添加剂,采用反应烧结工艺成功制备了镁铝尖晶石材料.系统研究了氧化铈添加量(质量分数,0、3％,6％、9％和12％)对合成镁铝尖晶石材料显气孔率、体积密度、线收缩率、体积收缩率、常温耐压强度和抗...     

多孔Ti-Mo合金的微观结构及吸气性能研究

采用真空烧结方法,在不同烧结温度下制备Ti-Mo(9∶1)多孔合金,对材料的表面形貌和微观结构进行研究。结果表明,随着温度升高,样品由松散颗粒逐渐烧结形成多孔合金。高分辨透射电镜(HRTEM)观察发现,870和890℃烧结的样品中都有α相从β相中析出,同时还可以观察到β/βremain分解为β1+β2两相。随后的室温吸氢性能测试结果表明,大量β相的析出利于提高Ti-Mo样品的吸气性能。     

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

纳米SiC增强纯Al基复合材料的微观组织和力学性能

与采用微米尺度SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料相比,以纳米SiC颗粒为增强相制备的Al基复合材料具有更加优异的力学性能,可极大提高SiC增强Al基复合材料的服役可靠性及应用范围。采用传统粉末冶金方法制备纳米SiC颗粒增强纯Al基复合材料,研究烧结温度和增强相体积分数对复合材料微观结构和力学性能的影响。研究表明,烧结温度和增强相体积分数均对复合材料的微观结构和力学性能有重要影响。随烧结温度升高,复合材料中的残留微孔减少,密度和强度均得到显著提高。含体积分数为3%纳米SiC颗粒的复合材料在610℃具有最高的强度,进一步提高纳米SiC颗粒的含量并不能提高材料的力学性能,这主要是由于当纳米SiC颗粒的体积分数超过3%时将出现明显的团聚,从而降低强化效应。     

烧结温度对Mo_2FeB_2合金组织性能的影响

采用真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金,研究了烧结温度对三元硼化物硬质合金致密度、显微组织以及物相组成的影响.研究结果表明,三元硼化物硬质合金的密度和显微组织与烧结温度密切相关.当烧结温度较低时,合金中的硬质相晶粒发育不完全,且在粘结相中分布不均匀;烧结温度过高时,合金中的硬质相颗粒粗大,两者都会显著影响材料的性能.试样在1160～1210℃之间烧结时,随着烧结温度的不断增加,材料由固相烧结逐渐转化为液相烧结,试样的密度随着烧结温度的上升而逐渐增加,并确定试验最佳烧结温度为1210℃,此时材料的密度为8.23g/cm3,维氏硬度与洛氏硬度分别为8722.6N/mm2和75.3HRA,抗弯强度则达到1246.38MPa.通过对材料的显微组织与物相结构分析,阐述了该材料组织结构变化的原因.     

烧结温度对制备多孔TiB_2-TiC复相陶瓷性能的影响

为了获得孔隙度为(30±5)%TiB2-TiC复相陶瓷,采用反应烧结法,在不同温度下进行真空烧结制备出多孔TiB2-TiC复相陶瓷.主要研究了烧结温度对样品的密度、透气性和力学性能的影响,并对反应过程中样品的相组成进行了分析.试验结果表明:反应过程于1 000℃开始,于1 300℃结束;反应过程中存在TiB、Ti3B4中间相,反应完成后最终产物只有TiB2和TiC两相.随着烧结温度的升高,样品的密度和抗弯强度均是逐渐增大的,最大孔径和相对透气系数则是逐步降低的.于1 700℃烧结制备出的复相陶瓷的密度为3.2g/cm3、开孔隙度为29.5%、抗弯强度达到了120MPa,达到了预期目标.