CaO-Y2O3添加剂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

研究了掺杂ＣａＯ－Ｙ_２Ｏ_３热压烧结和常压烧结ＡｌＮ陶瓷的性能和显微结构．结果表明：热压烧结ＡｌＮ陶瓷的第二相为Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２,常压烧结ＡｌＮ陶瓷的第二相为Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１2和Ｃａ_３Ｙ_２Ｏ_６;热压烧结ＡｌＮ的第二相体积百分数和晶格氧含量均低于常压烧结;热压烧结ＡｌＮ陶瓷的微观结构良好,其热导率达到２００Ｗ／ｍ·Ｋ．     

由SiO2/3Y-TZP包裹复合粉体制备ZrSiO4/3Y-TZP细晶陶瓷

对湿化学法制备的ＳｉＯ_２／３Ｙ－ＴＺＰ包裹复合粉体进行了热压烧结研究,并利用Ｘ射线衍射和透射电镜表征了烧结体的物相和显微结构．在低于１３００℃,复合粉体发生瞬时粘性烧结,材料密度迅速提高;随着烧结温度的升高,ＳＩＯ_２和ＺｒＯ_２发生反应生成ＺｒＳｉＯ_４．在１５００℃热压条件下,制备了平均晶粒尺寸为３５０ｎｍ的ＺｒＳｉＯ_４／３Ｙ－ＴＺＰ细晶复相材料．我们认为,在烧结过程中形成的第二相ＺｒＳｉＯ_４,特别是ＳｉＯ_２包裹层对抑制基体晶粒长大起主要作用．     

β-Si3N4粉末烧结及其显微结构形成

由β－Ｓｉ３Ｎ４粉末通过一定的工艺条件得到致密的氮化硅陶瓷,试样的显微结构为短柱状和等轴状颗粒交织排列而成的均匀结构。材料的烧结过程分为重排晶形转变、晶粒生长三个阶段,随烧结时间增加,烧结试样的显微结构开始阶段变化很明显,２ｈ后结构比较稳定,温度升高有利于柱状颗粒长径比的提高,添加剂量的增加使显微结构粗化。     

以Al-B4C-C为烧结助剂的SiC陶瓷液相烧结研究

尝试以含Ａｌ、Ｂ、Ｃ的化合物为烧结助剂进行了α－ＳｉＣ粉末的无压烧结,研究了烧结助剂中Ａｌ和Ｂ的配比、烧结温度、保温时间等因素对烧结体密度和力学性能的影响．结果表明,最佳保温时间为１ｈ;当烧结温度为１８５０℃以上时,烧结体的相对密度达到了９０％;当Ａｌ／Ｂ＝３和 ４时,烧结体的性能相对较好．ＸＲＤ显示了Ａｌ_８Ｂ_４Ｃ_７相的存在,表明在烧结过程中反应生成了Ａｌ_８Ｂ_４Ｃ_７,烧结机制是液相烧结．扫描电镜照片显示了断面结构和晶粒形貌．     

非均相沉淀法制备Al2O3-YAG复相陶瓷

本文测量了ＹＡＧ粉体的ξ电位,通过调节ｐＨ值获得均匀分散的ＹＡＧ水悬浮液．采用非均相沉淀方法获得ＹＡＧ分布均匀的Ａｌ_２Ｏ_３－ＹＡＧ复合粉体．通过热压烧结得到致密烧结体,ＹＡＧ的加入对烧结温度的影响不大．Ａｌ_２Ｏ_３－５ｖｏｌ％ＹＡＧ复相陶瓷的抗弯强度为４８５ＭＰａ,断裂韧性为４．２ＭＰａ·ｍ^１／２,均高于单相Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷,数据的重复性好于球磨混合所制备的样品．通过ＴＥＭ观察,ＹＡＧ颗粒均匀分布于整个样品中,表明通过非均相沉淀制粉可以获得ＹＡＧ颗粒分布均匀的Ａｌ_２Ｏ_３－ＹＡＧ复相陶瓷．     

微波烧结和常压烧结对Al2O3-ZrO2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结,对Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２复合材料的基本性能进行了研究,提出了相关的磨损机理．与常压烧结相比,微波烧结可以提高ＺＴＡ陶瓷的密度、强度和韧性,使其结构均匀,耐磨性提高．常压烧结样品的磨损主要是晶粒铲平、磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面;而微波烧结ＺＴＡ陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损．载荷的增加使磨损量增大．     

γ-Al2O3纳米粉对氧化铝纤维烧结行为的影响

研究了纳米γ－Ａｌ_２Ｏ_３粉末对氧化铝纤维烧结行为的影响．在纤维挤压成型过程中,纳米粉体填入到微米颗粒形成的孔隙中,当加入量为 ４０ｗｔ％时,纤维素坯相对密度由 ６５％提高到８０％。由于成型密度高、气孔分布窄、孔径小而有利于烧结,在较低的烧结温度下可以达到理论密度．全部采用纳米γ－Ａｌ_２Ｏ_３粉挤压的纤维烧结后具有较大的径向收缩率,在１２００℃烧结即可达到完全致密．     

铅基驰豫型复合钙钛矿结构PLZST的合成研究

采用传统陶瓷烧结工艺合成了单一复合钙钛矿结构的Ｐｂ_１－ｘＬａ_ｘ（Ｚｒ_ｙＴｉ_ｚＳｎ_{１－ｙ－ｚ}）Ｏ_３体系陶瓷（简称ＰＬＺＳＴ其中０．０１≤ｘ≤０．０５;０．３５≤ｙ≤０．７０;０．０５≤ｚ≤０．２０）．研究表明：在选定的工艺条件下,立方相和正交相ＰＬＺＳＴ易合成为单一复合钙钛矿结构,而四方相ＰＬＺＳＴ的合成较困难;采用多次球磨、加适量过量ＰｂＯ（３％）、控制成型压力、选择合适的烧结温度（１３５℃）有助于合成单一复合钙钛矿结构的ＰＬＺＳＴ．     

表面诱导沉淀法制备Al2O3-ZrO2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法,制备了Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料,利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时,可以使ＺｒＯ_２前驱体均匀地包裹在Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面,经过８００℃煅烧之后,Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ_２颗粒,ＺｒＯ_２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后,未发生ＺｒＯ_２颗粒脱落现象,表明ＺｒＯ_２颗粒与Ａｌ_２Ｏ_３颗粒表面结合紧密．     

聚乙烯醇(PVA)对无支撑氧化铝膜微观结构的影响

聚乙烯醇（ＰＶＡ）能够避免溶胶－凝胶法制备的Ａｌ_２Ｏ_３膜在干燥阶段产生微裂纹,同时也对Ａｌ_２Ｏ_３膜的微观结构产生影响．利用ＸＲＤ、ＤＴＡ、ＴＧＡ、ＦＴ－ＩＲ及Ｎ_２吸附等手段研究掺杂ＰＶＡ对Ａｌ_２Ｏ_３膜的物相组成、热稳定性以及比表面积、孔径分布、孔表面分形性等微观结构的影响．研究表明,经过４００℃煅烧ＰＶＡ完全排除．与纯Ａｌ_２Ｏ_３膜相比,添加ＰＶＡ的Ａｌ_２Ｏ_３膜吸附量较大,比表面积有所增大,但并不随着ＰＶＡ含量的增多而增加．ＰＶＡ有利于 Ａｌ_２Ｏ_３膜孔径的调整,使孔径分布更狭窄,孔体积也有较大程度的增加．随着 ＰＶＡ的加入,Ａｌ_２Ｏ_３膜的孔表面分形维数降低．     

一种新的MoSi2基复合材料显微结构及其对力学性能的影响

本文研究了原位生成的ＴｉＣ／ＴｉＢ_２／ＭｏＳｉ_２三相复合材料的一种新的显微结构及其对力学性能的影响,结果表明,当热压金属Ｔｉ,Ｂ_４Ｃ和ＭｏＳｉ_２的混合粉末时,在ＭｏＳｉ_２的基体内生成由ＴｉＣ和ＴｉＢ_２组成的空心粒子．其中的ＴｉＣ和ＴｉＢ_２粒子均为纳米粒子．具有此新显微结构的复合材料,强度达到４８０ＭＰａ,断裂韧性为５．２ＭＰａ·ｍ^１／２,较单相ＭｏＳｉ_２材料的力学性能有大幅度提高．     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３纳米复合材料的显微结构．实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ 为原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳 米粒子．ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ_５Ｓｉ_３晶粒的晶界上存在原子台阶．复合材料还含有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相．这 些Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相主要呈棒状分布在Ｔｉ_５Ｓｉ_３基体中,另有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相位于大的ＴｉＣ晶粒内．     

前驱体制备途径对PFN-PMN二元铅基铁电陶瓷性能的影响

综合运用 ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＥＤＳ和介电测量等方法,考察了一步预煅烧法和二步预煅烧法等前驱体制备途径对Ｐｂ（Ｆｅ_１／２Ｎｂ_１／２）Ｏ_３（ＰＦＮ）－Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３（ＰＭＮ）二元系铁电陶瓷显微结构和介电性能的影响．研究结果表明,对（１－Ｘ）ＰＦＮ－ＸＰＭＮ二元系而言,在所考查的组成范围内（Ｘ＝０～０.５）;其居里温度与ＰＭＮ的含量近似成线性关系,且随Ｘ的增加,居里温度向低温方向移动.峰值介电常数随Ｘ的增加而降低．（预）煅烧和烧结条件对显微结构和介电性能都有不可忽视的影响．对用一步预煅烧法和二步预煅烧法得到的样品的介电性能和其他性能进行了比较,并对其差异产生的可能机制进行了讨论．     

C60-PMMA复合膜的纳米结构研究

采用化学有机沉积法,在Ｓｉ（１００）、ＫＢｒ压片及微栅衬底上分别制备了 Ｃ_６０／ＰＭＭＡ重量比不同的Ｃ_６０－ＰＭＭＡ复合膜．红外光谱分析表明,Ｃ_６０分子已均匀地分布在Ｃ_６０－ＰＭＭＡ复合膜中．利用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱和透射电子显微镜（ＴＥＭ）研究了该复合膜的结构,结果显示原来均匀分布在ＰＭＭＡ中的Ｃ_６０分子经过扩散趋向于形成非晶或晶化的Ｃ_６０颗粒．经过退火,以面心立方结构单晶形式存在的Ｃ_６０颗粒的尺寸为３０～１００ｎｍ,且以规则的几何形体分散在ＰＭＭＡ连续相中．玻耳兹曼能量分布规律能够较好地解释,提高Ｃ_６０含量或退火温度,晶化Ｃ_６０颗粒尺寸增大的现象．     

钛铁矿原位碳热还原合成TiC/Fe的热力学过程及合成条件研究

以天然矿物钛铁矿（ＦｅＴｉＯ_３）、Ｃ（石墨）为原料,采用原位碳热还原法,实现合成与烧结一体化,真空烧结制备了ＴｉＣ／Ｆｅ复合材料,探索了一条低成本合成高性能ＴｉＣ／Ｆｅ复合材料的新途径．对反应的热力学过程进行理论分析和实验研究,探讨了产物的合成条件．研究表明,ＴｉＣ的反应形成机理是：首先,ＦｅＴｉＯ_３被Ｃ还原生成Ｔｉ_ｘＯ_ｙ和α－Ｆｅ;然后,Ｃ继续与Ｔｉ_ｘＯ_ｙ反应,将氧一步一步还原出来,直至生成ＴｉＣ;ＴｉＣ颗粒长大的过程是,先形成富Ｔｉ缺Ｃ的ＴｉＣ_ｘ,然后ＴｉＣ_ｘ继续与Ｃ反应形成接近化学计量比的ＴｉＣ．烧结温度范围在１５００～１６００℃之间,随温度的升高,产物的硬度和密度稍有提高．Ｍｏ的加入可以改善金属相对ＴｉＣ的润湿性．产物中有少量游离碳存在．     

Ca-α-Sialon的形成特性和显微结构的研究

由热压工艺制备了组份为Ｃａ_ｘＳｉ_{１２－３ｘ}Ａｌ_３ｘＯ_ｘＮ_１６－ｘ（０．３≤ｘ≤２．０）的Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ陶瓷。本文报道了它的反应过程、相组成、晶胞参数随组份的变化和显微结构的研究结果．研究结果表明,当ｘ≥１．０时,制备的Ｃａ－α’样品的物相由α－Ｓｉａｌｏｎ和ＡＩＮ多型体２１Ｒ组成,其中２１Ｒ的含量随ｘ值的增加而变大．ＴＥＭ的观察结果与物相分析相符,并进一步揭示了在Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ样品中长颗粒形貌的α－Ｓｉａｌｏｎ的存在．     

等离子喷涂羟基磷灰石涂层的材料学特征

采用等离子喷涂技术,在钛合金基体表面制备羟基磷灰石涂层．使用ＸＲＤ和ＳＥＭ等测试手段,对获得的涂层进行了表征．结果表明,等离子喷涂过程中,同时发生羟基磷灰石的非晶化与热分解现象．热分解产物为ＣａＯ及α－Ｃａ_３（ＰＯ_４）_２．非晶化是高温羟基磷灰石液滴急剧冷却的结果．羟基磷灰石材料的热力学不稳定性,是发生热分解的主要原因．等离子喷涂获得具有一定粗糙度的羟基磷灰石涂层．涂层的显微结构中;存在气孔以及微裂纹．它们是等离子喷涂工艺的显微结构特征．羟基磷灰石涂层内部存在着烧结现象．涂层与金属基体之间的热传递性能变差,是导致烧结的主要原因．     

ZrO2的加入对(CeO2)0.86(SmO1.5)0.14陶瓷性能的影响

探讨了添加 ＺｒＯ_２对 ＣｅＯ_２／Ｓｍ_２Ｏ₃体系电导率和力学性能的影响,并用 ＸＲＤ、ＳＥＭ等对材料的微观性能进行了试验分析．结果发现,添加 ＺｒＯ_２使材料的电导率降低,主要是因为ＺｒＯ_２的固清使得ＣｅＯ_２电解质材料的晶格常数减小,活化能增加造成的;添加 ＺｒＯ_２可提高材料的断裂强度,使材料断裂以穿晶断裂为主,其原因可能是ＺｒＯ_２的固溶强化了晶界;添加 ＺｒＯ_２促进了致密烧结,使晶界结合紧密．实验确定,外加 ２．５ｍｏｌ％ ＺｒＯ_２的 ＣｅＯ_２电解质具有适中的强度和电导率,可以作为电解质材料应用．     

PTCR陶瓷材料的超低温烧结

主要研究了ＢＮ对ＰＴＣＲ陶瓷材料低温烧结的作用．对Ｌａ掺杂ＢａＴｉＯ_３ＰＴＣＲ陶瓷,在１１００℃的低温下烧结可以得到室温电阻率为１５０Ω·ｃｍ、升阻比为４．９个数量级的样品．对居里温度为３６０℃的高居里点（Ｂａ_０．４Ｐｂ_０．６）ＴｉＯ_３ ＰＴＣＲ陶瓷材料,选用 Ｎｂ_２Ｏ_５为半导化剂,ＢＮ和ＡＳＴ为助烧剂时,可以在１０００℃左右的超低温下烧成．同时,对ＢＮ助烧剂的液相烧结机制进行了初步的探讨．     

熔盐法合成SrBi2Ta2O9粉体

采用熔盐法合成了纯的 系层状结构的ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９粉体．采用ＸＲＤ和ＳＥＭ等手段对粉体的结构和形态进行了分析,并与固相法进行了比较,结果表明熔盐法所得粉体形状呈片状,无团聚现象．对影响粉体颗粒尺寸和形状的因素进行了考查,并对熔盐法合成ＳｒＢｉ_２Ｔａ_２Ｏ_９粉体的机理进行了讨论．