Al_2O_3陶瓷化学镀Ni-P工艺研究

采用化学镀方法在Al2O3陶瓷表面施镀Ni-P合金镀层,借助SEM、XRD等分析手段对镀层结构进行了表征,研究主盐浓度、还原剂浓度、粗化时间、镀液pH值、稳定剂以及水浴温度对镀层形貌、相组成以及镀层与Al2O3陶瓷基体结合强度的影响规律.结果表明,主盐NiSO4的浓度为25 g/L、NaH2PO2的浓度为30 g/L、pH=5、粗化时间为30 min、水浴温度为92℃时,Ni-P合金镀层与Al2O3陶瓷基体的拉伸载荷最高为49.9 N;显微组织观察发现,Ni-P合金镀层显微组织为胞状结构,胞状物排列紧密,无缝隙和孔洞,具有非晶态特征,镀层断口形貌为镀层从基体与镀层分界面被"揭开"方式断裂.     

LiNbO3/Al2O3复合材料的制备及其力学性能

为了研究铁电相LiNbO3对Al2O3陶瓷材料结构及其力学性能的影响,以Al2O3 Nb2O5 和LiCO3为主要原料,分别通过高温固相法和热压烧结法,制备LiNbO3/Al2O3复合材料.对制备的复合材料进行物相分析,抗折强度的测试以及显微形貌观察.结果发现：LiNbO3的加入有利于促进Al2O3的烧结,降低了Al2O3陶瓷的烧结温度.当烧结温度超过1 200℃时,复合材料的主晶相仍然为LiNbO3和Al2O3,但由于少量Li元素挥发,生成物相LiNb3O8.在1 200℃保温3h,通过高温固相法烧结,5vol％ LiNbO3/95vol％ Al2O3复合材料的抗弯强度达到了最高,为162.34MPa.在1 300℃,150MPa（保温保压1h）热压烧结制备的15 vol％ LiNbO3/85 vol％ Al2O3复合材料致密度为92.82％,其抗弯强度和断裂韧性分别为393.94 MPa和2.38 MPa· m1/2.该复合材料中的LiNbO3晶粒出现了非180°畴结构,这种电畴结构有利于改善材料的力学性能.     

Al2O3／Al复合材料的制备及性能研究

采用非匀相沉淀法制备纳米Al2O3包裹Al复合粉体,通过热压烧结制备出Al2O3/Al复合材料,利用差热分析仪、SEM、教显维氏硬度计及万能试验机测试研究了复合材料的微观结构及热力学性能.结果表明,经1 050℃/30 min煅烧岳获得的复合粉体成分为α-Al2O3和Al;同单相Al2O3相比,纳米Al的添加降低了瓷体的烧结温度;添加Al的摩尔数分数为10%的Al2O3/Al复合陶瓷的抗弯强度提高10%,断裂韧性提高了86%,硬度值随Al的增加而下降.     

注射成形SiC陶瓷的烧结温度及其力学性能分析

以SiC微粉为原料,Y2O3、Al2O3为复合烧结助剂,以多组元蜡原料为粘结剂,采用注射成形法及液相烧结法制备了SiC陶瓷,通过扫描电镜、透射电镜等测试分析了粉体及烧结试样的物相组成及显微结构.力学性能分析显示,在合适的注射成型及液相烧结工艺参数下,烧结样品可获得良好的综合物理性能,1 900℃烧结后材料结构致密,其密度可达3.24 g/cm3,相对密度为98.2%,维氏硬度达2 486.3 HV,断裂韧性达6.68 MPa·m1/2.     

纳米Ni_3Al/Al_2O_3复合陶瓷的制备及性能

利用氢电弧等离子体法制备了纳米Ni3Al金属间化合物,并以此为弥散相,以氧化铝为基体,采用热压烧结工艺在1 450℃下制得纳米Ni3Al/Al2O3复合陶瓷,并研究其力学性能和微观结构。结果表明:加入纳米Ni3Al的复合陶瓷断裂韧性比纯氧化铝陶瓷有了明显提高,当加入质量分数5%纳米Ni3Al时,断裂韧性最高达12.1 MPa.m1/2。利用扫描电子显微镜观察试样的断口形貌,分析陶瓷的微观结构发现:随着纳米Ni3Al含量的增加,片状晶数量逐渐降低,说明纳米Ni3Al质量分数的加入抑制了片晶的生长。     

粉末冶金法制备Al2O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料的研究

研究了Al2O3陶瓷颗粒弥散强化铜基复合材料的制备工艺.采用化学镀法制备Cu/Al2O3复合粉体,采用干压成型的方法将Cu/Al2O3复合粉体压制成型,在N2保护条件下进行烧结,制备出了Al2O3陶瓷颗粒弥散强化铜基复合材料,并采用OM,SEM,EDS等分析测试技术对复合材料的组织进行了观察分析,结果表明,用该方法制备的铜基复合材料中Al2O3颗粒分布均匀,Al2O3与铜基体结合良好.     

烧结温度对Al_2O_3-SiC复合陶瓷力学性能的影响

以Al2O3和SiC为原料,利用热压烧结法制备了Al2O3-SiC复合陶瓷.采用三点弯曲法、单边切口梁法等手段和SEM方法分别测定和分析了该复合陶瓷的抗弯强度、断裂韧性、致密度和断口形貌.结果表明,Al2O3-SiC10wt%复合陶瓷的致密度随热压烧结温度的提高而逐渐提高,最高可达98.42%;抗弯强度随烧结温度的升高而呈上升趋势,在1 800℃时抗弯强度最大为623MPa;断裂韧性明显是随温度的升高加强,特别是在1 850℃烧结时达到最高值7.9MPa·m1/2.材料的断裂方式主要为沿晶断裂,随着烧结温度升高,穿晶断裂所占的比例增大.     

Lu3Al5O12：Ce3+超细粉体的制备及其性能研究

在LuAG：Ce3+闪烁陶瓷的制备中,粉体的性能对陶瓷的透明度有重要影响,提出了采用满足透明陶瓷闪烁体需求的Lu3Al5O12：Ce3+（LuAG：Ce3+）超细粉体制备方法。以CeO2,Lu2O3为原料,NH4HCO3为沉淀剂,聚乙二醇（PEG200）为分散剂,采用共沉淀法在一定温度下灼烧制备Lu3Al5O12：Ce3+（LuAG：Ce3+）超细粉体。通过X射线衍射分析（XRD）、荧光分光光度计（PL）和扫描电子显微镜（SEM）等表征样品的结构与性能。研究分散剂、不同Ce3+掺杂浓度、烧结温度对晶相形成和发光性能的影响。共沉淀法制备粉体的工艺简单,所需烧结温度较低,得到粉体粒径小。结果表明,加入分散剂后的前驱体在1300℃下煅烧2h获得的粉体颗粒均匀,相纯度高,分散性好,制备的LuAG：Ce3+粉体在460nm的蓝光激发下发出505nm的绿光。     

固相配位反应法制备Cu0．30Ni0.66Mn2．04O4超细粉体

以乙酸盐和草酸为原料,采用室温固相配位反应制得Cu0.30Ni0.66Mn2.04（C2O4）·nH2O复合草酸盐,将该草酸盐在800℃煅烧2h,得到尖晶石相Cu0.30Ni0．66Mn2.04O4复合氧化物粉体。该氧化物粉体粒径均匀细小,一次粒径为-150nm;烧结活性较高,在1050℃烧结5h制得的热敏陶瓷相对密度高达-97％。     

Ni-P/Al_2O_3复合镀层性能的表征与测试

为了提高镀层的耐磨性和硬度,在45碳钢基材上实施Ni-P/Al2O3化学复合镀,使纳米Al2O3微粒均匀分布于Ni-P基体中.研究了化学复合镀工艺条件和镀液组分对镀层性能的影响.镀件的耐蚀性实验和XRD分析表明:当硫酸镍25 g/L,次亚磷酸钠30 g/L,纳米Al2O3微粒加入量为5 g/L,乳酸20 mL/L和柠檬酸5 g/L,在pH=5.5,施镀温度为(85±2)℃,获得的Ni-P/Al2O3复合镀层表面光滑、胞状物致密,镀层的耐腐蚀性较高、硬度可达600HV,有利于得到综合性能较高的镀层.     

烧结温度和成分对Al_2O_3-TiC复合材料力学性能影响

以α-Al2O3粉、TiC粉为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3-TiC复合材料,系统研究了烧结温度以及成分对Al2O3-TiC复合材料的组织结构和力学性能的影响规律.结果表明:α-Al2O3与TiC间没有发生化学反应,两相间具有很好的化学相容性.TiC的引入有利于提高Al2O3-TiC复合材料的力学性能.1 600℃热压烧结的Al2O3-20%TiC复合材料具有最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到509.45 MPa和5.27 MPa·m1/2,复合材料的断裂方式主要是沿晶断裂,同时伴有穿晶断裂.     

原位合成Al_2O_3/FeAl复合材料的组织与性能

利用Fe-Al-Fe2O3体系的放热反应,原位热压合成了Al2O3/FeAl复合材料.借助XRD和SEM等研究了复合材料的物相组成和显微结构,以及Al2O3生成量对复合材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:经1 250℃保温1.5h热压烧结的块体材料主要由FeAl及少量Al2O3相构成,FeAl基体为片层结构,增强相Al2O3分散在基体和晶界处.随着Al2O3含量的增加,基体晶粒尺寸明显减小,同时对材料起增强增韧作用.在Al2O3含量为1.2wt%时,试样的抗弯强度达到最大值1 329.22MPa;在Al2O3含量为0.8wt%时,试样的断裂韧性达到最大值29.95MPa·m1/2.此值正好处于金属与陶瓷材料性能链的断缺处.因此,本研究结果对于完善材料性能体系具有重要意义.     

镍铝复合介孔氧化物的合成和表征

以阴离子表面活性剂为模板剂,硝酸铝为铝源,氯化镍为镍源,水热超声法合成镍铝复合介孔氧化物。当n（Ni）/n（Al）=1∶7,反应温度80℃,反应时间28 h,晶化12 h,样品有较规则的介孔结构。用X射线多晶衍射（XRD）、红外光谱（IR）、N2吸附-脱附、NH3和CO2程序升温脱附（NH3-TPD和CO2-TPD）、程序升温氧化还原（TPO和TPR）等方法对样品进行了表征。结果表明,样品具有典型的介孔结构特征,孔径分布较窄,平均孔径2.6 nm,孔容积0.216 cm^3/g,比表面积为297.132^3/g。样品具有弱和强的酸碱中心,340℃可被氧化,430℃可被还原。     

Transformation toughening of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics with residual compressive stress

With the help of scanning electronic microscopy and X-ray diffraction, the relationships of microstructure characteristics, phase assemblage, and fracture micrograph of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics were studied. Compared with monolithic Al2O3/ZrO2 ceramics, the existence of surface compressive stresses greatly restrained the growth of ZrO2 and Al2O3 grains at high sinter tem- perature, fined the grain size, and increased the content of metastable t-ZrO2, which made the fracture transformation energy quantity 70% higher than that of the monolithic ceramics. The trans-granular and inter-granular fracture features were observed in the surface and center layers, which further verified that transformation toughening is the main mechanism, whereas, micro-crack toughening is helpful for enhancing fracture toughness.     

污泥陶粒的性能特征与烧制工艺

为了探索污泥烧制陶粒的新方法,在系统分析污泥理化性质的基础上,研究污泥陶粒的制备工艺及性能.结合污泥低温干化的技术特点,建立污泥干化与陶粒烧制一体化的工艺流程.研究结果表明,污泥的Al2O3和Na2O+K2O质量分数在可用于烧制陶粒的化学组成范围内,SiO2的质量分数接近于48%的下限值,具备烧制污泥陶粒的基本条件;污泥陶粒的抗压强度随着表观密度的增加而增大,烧制温度对污泥陶粒的抗压强度和表观密度产生明显影响,在1 075 ℃时烧制的污泥陶粒具有最大的抗压强度（71.7 MPa）和表观密度（2.45 g/cm3）,污泥陶粒的吸水率随烧制温度的增加而减小.     

Al掺杂ZnO超细粉体的制备及表征

利用溶胶-凝胶法在一系列不同实验条件下制备出了ZAO超细粉体,用正交试验法对实验条件进行设计,确定了最佳实验条件,并利用差热-热重分析仪、X-射线衍射仪、扫描电镜等对得到的ZAO超细粉体进行了分析和表征。结果表明,在煅烧温度1 150℃,乙醇与水的比例为2.5,醋酸锌浓度为2.5 mol/L,柠檬酸三胺浓度为0.5 mol/L,氧化铝与氧化锌的质量比为3%的实验条件下,能够得到具有交错柱状晶体的ZAO超细粉体。同时,在850℃处成功对ZnO进行了铝的掺杂。     

合成高活性Y2O3和Al2O3超细粉及Nd：YAG透明陶瓷

分别以Y（NO3）3和氨水、NH4Al（SO4）2.12H2O和碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法与碳酸铝铵分解法合成了高活性、平均粒径分别为39 nm和95 nm的Y2O3和Al2O3超细粉体.以Y2O3,Al2O3超细粉和商用Nd2O3粉体为原料,采用固相反应法,经1 700℃真空烧结15 h,制备了Nd：YAG透明陶瓷.含x（Nd）=1%的YAG陶瓷在可见光区最大透光率约为53%.对YAG陶瓷的烧结过程和显微组织研究表明,Nd的引入明显地促进了陶瓷的烧结,同时晶粒得到细化.     

High toughness alumina ceramics with elongated grains developed from seeds

Alumina ceramics have been used in a wide variety of engineering fields because of their excellent mechanical and electric properties as well as relatively low cost of manufacture. Now such alumina ceramics with flexural strength as high as 700—1000 MPa and Weibole mode of 40 have been prepared by using pure and ultra-fine powder[1,2]. However, the fracture toughness of the materials is very low, typically around 3 MPa·m1/2. Therefore, much effort has been made on the improvement of fractu…     

圆柱形微波多模烧结腔烧结Al_2O_3陶瓷的性能

应用微波加热技术进行高纯Al2O3陶瓷烧结是一种理想的选择.本文使用一种新型的圆柱形微波多模烧结腔体进行了Al2O3陶瓷的烧结研究,该设备可在短时间内达到较高的烧结温度,并能实现坯体的整体烧结.分别对纯Al2O3粉体和Al2O3/MgO混合粉体进行了烧结实验,结果表明,添加MgO作为助烧剂烧结得到的陶瓷试样的相对密度高于纯Al2O3粉体烧结得到的陶瓷试样,在1 700℃下保温40 min,其相对密度可以达到理论密度的97.8%,维氏硬度达22.3 HV/GPa.从SEM图中可观察到试样微观结构良好,晶粒大小均匀,致密化程度高.     

Al 脱氧弹簧钢钙处理过程中铝酸钙硫化物析出热力学分析

通过钢液与夹杂物间的热力学平衡计算,对Al脱氧弹簧钢钙处理过程中铝酸钙硫化物的析出行为进行热力学分析,探讨[Al]、[Ca]、[S]浓度和钢液温度对Al2O3夹杂物变性行为的影响。结果表明,1600℃钢液温度下,w[Al]＝0．03％时,Al2O3生成为低熔点12CaO ·7Al2O3时的 w[Ca]＞0．0034％,其值随钢液温度降低而减小,随铝含量增大而增大。CaS析出时的临界钙含量随钢液温度降低而显著减小,当w [S ]＜0．005％时,w[Ca]随w[S]变化而显著变化。要使钢中夹杂物控制在低熔点12CaO ·7Al2O3区域,需控制w [S]＜0．0037％,该值随钢液温度的降低或铝含量的增大而减小。