基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能

利用粉末注射成形和真空钎焊技术制备了一种新型金刚石砂轮,制备的新型金刚石砂轮具有金刚石把持力大、金刚石微刃有序排布等特点。进行了基于新型金刚石砂轮的Al2O3陶瓷磨削性能研究。实验结果表明：相对于普通树脂结合剂金刚石砂轮,新型金刚石砂轮磨削Al2O3陶瓷的加工表面形貌完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;表面粗糙度较小,当进给速度为40mm/s、磨削深度为40μm时,加工表面粗糙度Ra在0.68μm左右;在相同实验条件下,新型金刚石砂轮的磨削力减小了12%~17%,磨削温度降低了80~120℃。     

Y_2O_3掺杂对CaTiO_3陶瓷烧结性能和微观结构的影响

以CaO和TiO2为原料,外加质量分数分别为0,1%,2%,3%,4%的Y_2O_3后,分别在1 300,1 400℃保温3h烧结制备CaTiO_3陶瓷,研究Y_2O_3掺杂量和烧结温度对陶瓷物相组成、晶体结构、烧结性能和微观结构的影响.结果表明:随着Y_2O_3掺杂量的增加,CaTiO_3的晶胞体积先增大后减小,Y~(3+)置换Ti~(4+)使CaTiO_3晶胞体积增大,置换Ca~(2+)则使晶胞体积减小;随Y_2O_3掺杂量的增加或烧结温度的升高,陶瓷的烧结线收缩率和体积密度均增大;随Y_2O_3掺杂量的增大,陶瓷的显微结构更为致密,CaTiO_3晶粒尺寸先增大后减小,晶粒形状由不规则台阶状转变为规则形状.     

多孔金属结合剂金刚石砂轮磨削Al_2O_3陶瓷试验

根据多孔金属结合剂砂轮的优点,以人造金刚石、铁粉、镍铬合金钎料和造孔剂为原料,采用真空高温松装烧结工艺,制备一种多孔金属结合剂金刚石砂轮。通过一系列试验研究磨削时砂轮受力、比磨削能和磨削后陶瓷表面粗糙度在小切深快进给和大切深缓进给两种磨削条件下的变化规律,为多孔金属结合剂金刚石砂轮的使用提供试验数据。     

铬含量对Ni-10Al-xCr-0.6Y_2O_3合金高温抗氧化性能及室温力学性能的影响

利用粉末冶金方法制备了名义成分(质量分数/%)为Ni-10Al-xCr-0.6Y_2O_3(x=5,10,15,20)合金,研究了铬含量对烧结后合金物相组成、显微组织、高温抗氧化性能及室温力学性能的影响。结果表明:随着铬含量的增加,合金中的孔洞减少,相对密度增大,硬度和抗弯强度提高;当烧结温度为1 270℃、铬质量分数为20%时合金的性能最优,硬度和抗弯强度分别为352 HV和1 605 MPa;高含量铬促进了连续致密Al_2O_3保护膜的生成,从而降低了合金的氧化速率,提高了合金的高温抗氧化性能。     

陶瓷结合剂金刚石磨具制备工艺研究

研究了以25％左右的陶瓷结合剂和75％左右的金刚石磨料在720℃～750℃的温度下烧结,保温4～8h制备陶瓷结合剂金刚石磨具的工艺。磨具的气孔分布、显微结构、抗弯强度和磨削性能等基本达到国外同类产品的质量。实验表明磨具的气孔率、显微结构、抗弯强度和磨削性能受磨料配方、陶瓷结合剂的加入量、成形压力、烧结温度和保温时间等工艺因素的影响。     

Al_2O_3和TiO_2添加量对共沉淀法制备MgO基陶瓷性能的影响

采用共沉淀法分别制备Al_2O_3和TiO_2前驱体包覆MgO颗粒,并在1 450℃保温2h得到MgO基陶瓷,研究了Al_2O_3和TiO_2添加量对陶瓷物相组成、烧结性能和抗热震性能的影响.结果表明:添加Al_2O_3后,陶瓷的主要物相为方镁石相和MgAl_2O_4相,随Al_2O_3添加量的增加,MgAl_2O_4相含量增多,线收缩率和热震次数均先增后降,体积密度则增大;添加TiO_2后,陶瓷的主要物相为方镁石相、Mg_2TiO_4相和MgTiO_3相,随TiO_2添加量的增加,Mg_2TiO_4和MgTiO_3相含量增多,线收缩率和体积密度均先增后降,热震次数则先增加后保持稳定;当Al_2O_3和TiO_2的质量分数分别为6%,4%时,陶瓷的烧结性能和抗热震性能均最佳.     

烧结温度和复合助剂对Al_2O_3-TiCN复合陶瓷显微组织和性能的影响

采用热压烧结方法分别制备了Al2O3-TiCN复合陶瓷(AT)及掺杂MgO-Y2O3复合助剂的Al2O3-TiCN复合陶瓷(ATMY);研究了烧结温度和MgO-Y2O3复合助剂对复合陶瓷相对密度、显微组织及力学性能的影响。结果表明:当烧结温度在1 400~1 600℃时,AT和ATMY的相对密度均在97.3%以上;当烧结温度不超过1 500℃时,利用第二相TiCN可有效抑制Al2O3晶粒长大,AT和ATMY的显微组织、断裂韧度均无明显差异;当烧结温度超过1 500℃时,TiCN不能有效地抑制Al2O3晶粒长大,导致AT显微组织粗化,在1 600℃烧结的AT的断裂韧度为4.5 MPa·m1/2;掺杂了MgO-Y2O3复合助剂后可与TiCN协同抑制Al2O3晶粒长大,在1 600℃烧结的ATMY的显微组织细小均匀,断裂韧度可达5.1 MPa·m1/2。     

烧结助剂BaF_2添加量对Y_2O_3∶Eu~(3+)透明陶瓷显微结构和发光性能的影响

以YOF∶Eu~(3+)纳米粉体为原料、BaF_2为烧结助剂,经干压成型后在空气气氛下烧结制备了Y2O_3∶Eu~(3+)透明陶瓷,研究了烧结助剂BaF_2添加量(0～2.0%,质量分数)对陶瓷显微结构和发光性能的影响。结果表明:随着烧结助剂BaF_2添加量的增加,所制备陶瓷的气孔率先降后增,透光率先增后降,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时,陶瓷的气孔率最低、透光率最高;随着烧结助剂BaF_2添加量的增加,陶瓷激发光谱中Eu-O电荷迁移态的峰值位置从波长252nm处移到波长242nm处,激发光谱中波长414nm与397nm对应的激发峰强度之比先增后降,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时达到最大;陶瓷的发光强度先弱后强,当烧结助剂BaF_2质量分数为1.0%时最弱。     

空心玻璃微珠对陶瓷结合剂金刚石砂轮微观结构和力学性能的影响

通过使用空心玻璃微珠作为造孔剂制备陶瓷结合剂金刚石砂轮,研究了不同含量和粒径的空心玻璃微珠对砂轮的总气孔率、抗弯强度、硬度以及微观结构的影响规律。试验结果表明:随着空心玻璃微珠含量的增加,砂轮总气孔率明显增加,抗弯强度和硬度显著下降;粗粒径(80μm)空心玻璃微珠陶瓷结合剂砂轮的抗弯强度和洛氏硬度略高于细粒径(40μm)砂轮的抗弯强度和洛氏硬度,但其总气孔率较细粒径砂轮更低。     

原位反应结合热压烧结工艺制备Al_2O_3/Fe-28Al-5Cr复合材料的组织和性能

采用原位反应结合热压烧结工艺制备了Al2O3质量分数为10%和20%的Fe-28Al-5Cr基复合材料,研究了它们的物相、显微组织、力学性能,以及室温和200,400,600,800℃下的摩擦磨损性能,并与采用外加Al2O3方法制备的相同复合材料进行了对比。结果表明:原位合成Al2O3制备的复合材料由Fe3Al和Al2O3两相组成,Al2O3主要分布在晶界处;随着Al2O3含量的增多,复合材料的硬度逐渐增大,抗弯强度明显降低;当Al2O3质量分数为20%时,复合材料的耐磨性能得到了明显改善;与外加20%Al2O3制备的复合材料相比,原位合成Al2O3制备的复合材料具有较高的硬度和强度,在室温和200,800℃下的磨损率稍低。     

反应烧结制备AlON-AlN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响。结果表明:在1 650~1 800℃范围内反应烧结可以得到AlON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378 MPa,38 W.m-1.K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W.m-1.K-1。     

烧结助剂La2O3含量对热压烧结制备Si3N4-AlN复相陶瓷性能的影响

以Si3N4和AlN为原料,La2O3为烧结助剂,在氮气气氛和1 800℃、30 MPa压力下热压烧结保温1 h制备出了Si3N4-AlN复相陶瓷,研究了La2O3含量对复相陶瓷烧结性能、抗弯强度、热导率及介电损耗的影响.结果表明:随La2O3含量的增加,复相陶瓷的孔隙率先减小然后趋于稳定,Si3N4由α相向β相逐渐转...     

制备方法对陶瓷结合剂结构与性能的影响

采用干混法、熔融法、溶胶凝胶法分别制备了同种配方的陶瓷结合剂,通过对其显微形貌以及耐火度、流动性、物相组成、抗弯强度、气孔率等性能进行表征,研究不同制备方法对陶瓷结合剂结构与性能的影响。结果表明:采用熔融法制备的陶瓷结合剂具有抗弯强度高和热膨胀系数较低的优点;采用溶胶凝胶法制备的陶瓷结合剂则具有耐火度低、流动性好和组织均匀的优点。三种不同方法制备的陶瓷结合剂的抗弯强度、气孔率、硬度和热膨胀系数分别为32.68MPa、26.42%、60.7HRB、9.72×10~(-6)/℃;68.52MPa、0.55%、88.3HRB、5.81×10~(-6)/℃;46.31MPa、28.74%、64.3HRB、7.34×10~(-6)/℃。     

造孔剂对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响

研究了造孔剂石墨和淀粉对多孔碳化硅陶瓷制备工艺和抗弯强度的影响。结果表明:石墨中含有碳和SiO2等成分,碳在高温烧结过程中因氧化而排出,较好地保留了气孔,SiO2补充了烧结助剂,降低了烧结温度;而淀粉在烧结过程中氧化完全,烧结温度偏高;将质量分数分别为70%的碳化硅、20%的石墨和10%的烧结助剂混合成型后,在空气中于1 270℃烧结2h可制备出开孔率为43.8%、抗弯强度为19.6MPa的多孔碳化硅陶瓷。     

利用废料直接烧结制备CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃及其性能

以废玻璃、粉煤灰和氧化钙为原料,采用直接烧结法制备了CaO-Al2O3-SiO2(CAS)微晶玻璃;研究了CaO加入量和烧结温度对微晶玻璃烧结性能、晶相组成、显微结构和抗弯强度的影响。结果表明:随着CaO加入量的增多以及烧结温度的升高,微晶玻璃的体积密度先增大后减小;高的CaO加入量和烧结温度促进了柱状硅灰石晶相的生成;CAS微晶玻璃抗弯强度与体积密度的变化趋势基本相同;加入CaO质量分数为18%、在1 100℃烧结2h制备的CAS微晶玻璃的体积密度最大,为2.26g.cm-3,其主晶相为单一β-硅灰石,结晶度为50.7%,抗弯强度最大,为81.5MPa。     

反应烧结制备AION-AIN复相陶瓷及其性能

以AlN和Al2O3为原料、Y2O3为烧结助剂,在氮气气氛下无压反应烧结制备了AlON-AlN复相陶瓷;用XRD及SEM等方法对复相陶瓷的物相组成和显微结构进行了表征;研究了烧结温度、Al2O3及Y2O3加入量对复相陶瓷的烧结性能、力学性能和热导率的影响.结果表明:在1 650～1 800℃范围内反应烧结可以得到AjON-AlN复相陶瓷;其抗弯强度和热导率均随着烧结温度的升高先增大后减小,分别在1 750℃与1 700℃时达到最大值(378MPa,38 W·m-1·K-1);随着Al2O3加入量的增加,复相陶瓷的抗弯强度先增大后减小,当Al2O3加入量为30%时达到最大值,其热导率则随着Al2O3加入量的增加呈明显下降趋势;随着Y2O3加入量的增加,抗弯强度不断增大,而热导率则先增大后减小,在Y2O3加入量为3%时达到最大值41 W·m-1·K-1.     

ZrO_2-Al_2O_3质陶瓷轧辊材料性能的研究

以氧氯化锆、氯化钇和氯化铝为原料，采用化学共沉淀法制备高纯超细的ZrO2-Al2O3微粉。选用无压烧结制出ZrO2-Al2O3陶瓷。分析了Al2O3掺杂量对ZrO2陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度和弹性模量等性能的影响。     

Al_2O_3-20%TiB_2/Al_2O_3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具的切削性能

以Al2O3为基体,以TiB2和TiC为增强相,通过粉末叠层以及热压烧结工艺制备了Al2O3-20%TiB2/Al2O3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具材料,对其抗弯强度与断裂韧度进行了测试,采用该材料刀具对淬火45钢进行高速切削试验,并与Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的切削性能进行了对比。结果表明:对称型叠层陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度分别为651 MPa和4.59 MPa·m1/2,比Al2O3-20%TiC陶瓷的分别提高了11 MPa和0.59 MPa·m1/2;对称型叠层陶瓷刀具的切削力和磨损均较小,切削性能明显优于Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的。     

变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷的制备及其吸声性能

采用凝胶发泡法制备了变压器隔声降噪用Al_2O_3泡沫陶瓷,通过试验得到了胶凝剂和发泡剂的最佳加入量,研究了在该最佳加入量下制备试样的厚度及其背后空腔尺寸对吸声性能的影响。结果表明:当发泡剂和胶凝剂的质量分数均为1.00%时,制备的泡沫陶瓷的孔隙率为75.2%,平均孔径为150μm,抗弯强度和抗压强度分别为8.13 MPa和5.41 MPa;当试样厚度为15mm、背后空腔厚度为20mm时,Al_2O_3泡沫陶瓷的峰值吸声系数可达0.8,其在100~500 Hz低频范围的吸声系数为0.12~0.65。     

玻璃含量对低温烧结硼硅酸盐玻璃-AlN陶瓷复合材料性能的影响

以组成(质量分数)为15%B_2O_3-45%MgO-35%SiO_2-5%ZrO_2(BMSZ)的玻璃粉体和AlN粉体为原料,采用常压烧结工艺制备了不同玻璃含量(55%~80%,质量分数,下同)的BMSZ玻璃-AlN陶瓷复合材料,研究了玻璃含量对复合材料烧结性能、热学性能、介电性能和力学性能的影响。结果表明:在AlN粉体中添加玻璃粉体后,在775~875℃烧结即可得到致密的复合材料;玻璃含量的适量增加能够促进烧结致密化,当玻璃含量超过70%后,其促进烧结致密的作用开始减弱,并会恶化复合材料的热导率与抗弯强度,但适当降低了复合材料的介电损耗;当玻璃含量为70%时,在825℃烧结所得复合材料的结构致密,综合性能最佳,体积密度为2.84g·cm~(-3),热导率为9.12W·m~(-1)·K~(-1),相对介电常数为7.65,介电损耗角正切为1.24×10~(-3),抗弯强度为174.88MPa。