烧结温度对FeCu基烧结胎体组织及性能的影响

为降低Fe基粉末的烧结温度,在Fe基粉末中添加一定比例的CuZnSnMnSi粘结剂粉末,研究了不同烧结温度下烧结胎体的组织及性能。结果表明,烧结胎体主要由Cu基固溶体、Fe基固溶体及(Mn,Si)x·Oy相组成,随着烧结温度的升高,烧结胎体的相对密度先增大后减小,条带状(Mn,Si)x·Oy相逐渐聚集长大成圆球状;随着烧结温度的升高,烧结胎体的抗弯强度先升高后降低,在烧结温度为750 ℃时,烧结胎体具有最大的平均抗弯强度684 MPa;烧结胎体的抗弯强度主要取决于相对密度和(Mn,Si)x·Oy相,界面孔隙、条带状或大尺寸圆球状(Mn,Si)x·Oy相的存在是抗弯强度降低的主要原因。     

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.     

激光烧结时间对TiC-WC-Mo_2C-Ni系金属陶瓷显微组织和抗弯强度的影响

以TiC、WC、Mo_2C和Ni粉体为主要原料,采用传统制粉成形工艺和激光烧结技术成功制备出了TiC-Ni系金属陶瓷,研究了激光烧结时间对TiC-Ni系金属陶瓷显微组织和抗弯强度的影响。利用X-衍射和扫描电镜等手段对所制备的金属陶瓷的物相、显微组织、断口形貌和抗弯强度进行分析。结果表明:烧结时间在0.5~1 h内,获得的金属陶瓷物相较纯,当烧结时间超过1.5 h后,产物中出现了杂相。扫描电镜观察表明,随着烧结时间的延长,TiC、WC和Mo_2C相将逐渐消失,并通过溶解-再析出方式形成了(Ti,W,Mo)C完全固溶体。金属陶瓷的相对致密度和抗弯强度均随烧结时间的延长呈先增加后降低的规律。当烧结时间为1 h左右时,获得的金属陶瓷的相对致密度和抗弯强度分别约为99%和1 785 MPa,其断裂模式以沿晶断裂为主。     

陶瓷材料微波烧结研究进展与工业应用现状

本文主要介绍了微波烧结原理、烧结设备和微波技术在陶瓷粉末合成、硬质合金、金属陶瓷、功能陶瓷材料烧结及涂层制备方面的应用;微波烧结新技术在溶胶凝胶、自蔓延高温合成、水热法、电热法、涂层溶解、陶瓷材料干燥、连接等领域的最新发展。微波烧结具有加热速度快、烧结坯体温度分布均匀;活化烧结、烧结时间短、抑制晶粒长大、组织结构可控、高效节能等优点。探讨微波烧结产业化的现状和存在的问题,烧结材料介质特性数据缺乏和设备的缺乏、昂贵,是阻碍微波烧结技术发展产业化最主要的两大障碍。对解决微波烧结工业化的难题阐述了观点,微波场的优化设计、陶瓷材料的介电性能的数据库建设及理论发展、微波设备和烧结工艺的联合开发等是目前微波技术研究主要的努力方向。     

反应磁控溅射TiN/AlON纳米多层膜的微结构与显微硬度

采用Ti靶和Al2O3靶在Ar、 N2混合气氛中进行反应磁控溅射的方法,制备了一系列不同AlON层厚度的TiN/AlON纳米多层膜,利用EDS、XRD、HRTEM和微力学探针研究了AlON的形成条件以及AlON调制层厚的改变对多层膜生长方式和显微硬度的影响.结果表明,在Ar、N2混合气氛中对Al2O3进行溅射,N原子会部分取代Al2O3中的O原子,形成非晶态的AlON化合物.在TiN/AION纳米多层膜中,由于TiN晶体层的模板效应,AlON层在厚度小于0.6 nm时被强制晶化并与TiN形成共格外延生长结构,多层膜显示出最高硬度达40.5 Gpa的超硬效应;进一步增加AlON的层厚,其生长模式由晶态向非晶态转变,破坏了多层膜的共格外延生长结构,多层膜的硬度随之降低.     

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。     

放电等离子烧结快速制备致密Ti-Al基合金

以Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金粉末为原料,研究了采用放电等离子烧结工艺制备Ti-Al基合金.研究表明,当烧结温度高于1100 ℃时,可制备出致密度高、组织均匀的Ti-Al基合金;烧结温度对合金的显微组织影响显著,在1100 ℃和1150 ℃烧结,得到由等轴γ晶粒与α2 γ片层束构成双态组织,在1200 ℃烧结时,得到全部由α2 γ片层束构成的全片层组织;当烧结温度为1100 ℃时,具有细小双态组织的合金具有较佳的室温力学性能,其抗压强度为3321 MPa,压缩率为35.2%.     

复合助剂对低温常压烧结AIN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响。结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm~4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8MPa·m1/2)及导热率(118W·m-1·K-1)的AlN陶瓷。     

放电等离子烧结制备高铌TiAl合金

以Ti-45Al-8．5Nb-0．2B-0．2W-0．1Y合金粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺制备了高铌TiAl合金。结果表明,当烧结温度高于1000℃时,可制备出致密度高、组织均匀的高铌TiAl合金;烧结温度对合金的显微组织影响显著,通过改变烧结温度可得到具有近γ（NG）、双态（DP）、近片层（NL）、全片层（FL）4种典型组织的高铌TiAl合金：合金的室温力学性能与显微组织密切相关,当烧结温度为1100℃时,所制备合金显微组织为细小双态组织,其抗拉强度为1024MPa,延伸率为1．16％,显示出较好的室温力学性能。     

AlON粉体的合成

以α-Al_2O_3和AlN为原料,利用高温固相反应在氮气气氛下常压合成了AlON粉体.研究了成分配比、合成温度、保温时间对合成AlON粉体含量的影响,并通过热分析测试了合成过程热流和质量的变化.结果表明,当原料Al_2O_3和AlN的质量比为81:18、合成工艺为1750 ℃, 2 h时,得到AlON相的含量达到95%以上.     

AlON粉体制备及透明陶瓷的烧结

γ-AlON是一种具有优良的光学、力学及化学性能的新型透明陶瓷,可望替代蓝宝石单晶用于军用及民用等多个领域.对AlON单相粉体的碳热还原氮化法制备工艺及块体的烧结工艺进行了研究,通过X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等分析测试手段探索了工艺条件对相纯度、粉体大小及形貌等因素进而对组织及透光率的影响.结果发现,控制Al_2O_3和碳粉的相对百分比及反应时间即可制得纯相的AlON粉体;经球磨可进一步获得亚微米级的粉体,其颗粒大小及形貌可通过调整球磨时间加以控制;球磨后粉体经1950 ℃氮气氛无压烧结8 h后,可制得光学性质均一的透明陶瓷.其中较细且更为等轴化的粉体烧结后具有均匀、低孔隙率的组织,同时也具有更高的透过率.     

采用新型聚硅氮烷连接无压烧结SiC陶瓷

采用新型陶瓷先驱体聚合物-含乙烯基聚硅氮烷(PSZ)连接无压烧结SiC陶瓷.研究了PSZ的裂解过程以及连接温度、浸渍/裂解增强处理、惰性填料对连接强度的影响,并对连接区域微观结构进行了分析.结果表明,在1200～1400℃温度范围内,PSZ的裂解产物发生了由非晶态向晶态的转变.随着连接温度的升高,连接强度先升高后降低;浸渍/裂解增强处理可较大幅度提高接头强度;另外加入适量的纳米SiC填料可有效提高连接强度.当连接温度为1300℃,纳米SiC填料(质量分数)为5%时,经三次增强处理的连接件接头剪切强度达33.5 MPa.微观结构分析显示,连接层厚度约为3～4 μm,连接层与母材之间界面接合良好.     

仿生结构复合陶瓷刀具材料力学性能及显微结构

针对不同烧结条件及TiC/WC组分比,采用热压烧结工艺制备出三层仿生结构复合陶瓷刀具材料。测试了仿生结构复合陶瓷材料力学性能,并对材料断口形貌和裂纹扩展进行了观察分析。结果表明：仿生结构复合陶瓷刀具材料抗弯强度达870 MPa,维氏硬度达21.83 GPa,断裂韧性达7.56 MPa?m_1/2,比SG4均质陶瓷刀具材料性能有所提高。断口形貌显示仿生结构复合陶瓷刀具材料较SG4均质刀具材料晶粒细密,晶粒尺寸呈现多尺度特征。材料断裂模式为穿晶断裂和沿晶断裂混合型。仿生结构复合陶瓷材料表面裂纹扩展呈现偏转和分叉。裂纹穿过材料界面扩展时有明显偏转现象。     

陶瓷刀具材料的研究进展

阐述了Al2O3系和Si3N4系陶瓷刀具材料的研究现状和应用情况,并对先进陶瓷刀具材料和涂层陶瓷刀具材料的研究现状进行了概述。分析了其研究思路,指出纳米改性、纳米复合、超细晶粒材料和优化组分、多相复合增韧补强是提高陶瓷刀具韧性的主要方法。     

无压烧结合成高纯Ti3AlC2粉末材料

利用TiC粉、Ti粉和Al粉为原料,以摩尔比为TiCAlTi=21.21混合,通过无压烧结的方法合成高纯的Ti3AlC2粉末材料.研究了在不同的烧结温度(1200℃～1500℃)分别保温15 min,以及在1300℃下保温不同时间的烧结结果.最终得出结论,在1300℃～1400℃保温15 min后可以得到高纯度的Ti3AlC2材料,Ti3AlC2含量高达96.76ω/%.另外,由于1500℃时合成的样品中晶粒已经很大,使得其在做粉末X-射线衍射时很容易产生织构,使Ti3AlC2的{002}峰异常增强.     

放电等离子烧结法制备TiB陶瓷刀具材料的显微结构和力学性能

通过放电等离子烧结方法,在烧结温度分别为1,150℃、1,250℃、1,350℃、1,450℃时制备了TiB陶瓷刀具材料,并对其进行了力学性能测试。结果表明,当烧结温度为1,450℃时,材料的显微硬度和断裂韧性都达到最高。利用XRD和SEM分析了材料的微观组织,发现当烧结温度为1,450℃时,TiB陶瓷材料中几乎没有孔洞,达到了很高的致密度。