SiC—Al2O3基复相陶瓷的N2—HIP研究

通过对热压ＳｉＣ－Ａｌ２Ｏ３复合材料进行了Ｎ２－ＨＩＰ后处理，制备得到Ｓｉ３Ｎ４－ＡｌＮ＝ＳｉＣ－Ａｌ２Ｏ３梯度材料，经Ｎ２－ＨＩＰ处理后，材料抗弯强度提高３５％－９５％，并得到经强度达１０３０ＭＰａ的ＳｉｅＮ４－ＡｌＮ／ＳｉＣｐ－ＳｉＣＷ－Ａｌ２Ｏ３复合材料。     

碳热还原粘土合成Al2O3/SiC复相陶瓷粉末

本文以苏州土与碳黑为原料,研究了其在高温下的反应过程及一些工艺参数对反应产物的意识,结果表明：１）反应过程包括高岭石矿物的分解及还原过程,两个过程反应程度不同,可获得不同相组成的陶瓷粉末。２）在一定温度下,粘土中引入合适的碳含量能制备出高Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＣ含量的复相粉末（Ａｌ２Ｏ３≥５０％）,ＳｉＣ≥４０％）。３）碳热还原法是合成粒径细小、相成分分布均匀且杂质有所杂质有所降低陶瓷复合粉末的一种途径     

SiC晶须增强Al2O3—TiC复相陶瓷的研究

运用品须补强和粒子弥散双重手段,对氧化铝材料的性能进行改进。比较了Al_2O_3-TiC(AT),Al_2O_3/SiC_w(As),Al_2O_3-TiC/SiC_w(ATS)材料的力学性能,证实ATS材料有明显的迭加增强增韧效果,并具有良好的高温力学性能。抗氧化实验证实,将SiC晶须加入AT中以后,材料的抗氧化性能有明显改进。从热膨胀失配角度分析和SEM显微结构观察证实,ATS材料的主要增韧机理是界面解离和裂纹偏转。     

反应结合Al2O3—ZrO2—SiC复合陶瓷的制备工艺与性能

采用反应结合技术研究了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合陶瓷的制备工艺与材料性能，比较孙同的原料来源对致密化行为及材料性能的影响，含细Ａｌ２Ｏ３和粗ＳｉＣ的配方获得了最快的致密化速率及最高的烧结密度，该材料经１５５０℃烧结３０ｍｉｎ后再热等静压获得了近１００％的致密度和７６０ＭＰａ的弯曲强度。     

无压烧结Al2O3／SiC纳米复相陶瓷的研究

将粒径为30～35nm的β-SiC粉,加入亚微米尺寸的α-Al     

AIN在SiC—AIN—Y2O3复相陶瓷中的作用

氮化铝相在ＳｉＣ－ＡＩＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷中起着至关重要的作用。在２０５０℃高温时，ＡＩＮ颗粒表面发生固相蒸发现象，并聚集到ＳｉＣ颗粒周围最终形成固溶体，改善了ＳｉＣ颗粒周围最终形成固溶体，改善了ＳｉＣ陶瓷的晶界结构，使该复相材料具有良好的机械性能，其室温抗折强度为６１０ＭＰａ，这一强度可持续至１４００℃高温，断裂韧性达到８．１ＭＰａ．ｍ＾１／２。     

定向排布层状SiC晶须补强Al2O3复相陶瓷的制备及其性能

利用流延成型和热压烧结工艺制得了晶须高度定向排列的层状Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷。讨论了分散剂、ｐＨ值等对浆料粘度的影响。分析了流延成型过程中刀片的运动速度和剪切强度对晶须定的影响。测定了不同取向角下材料的强度和韧性,结果表明：材料和力学性能强烈依赖取向角,随取向角增大,强度和韧性逐渐降低。     

晶内型结构的Al2O3/SiCp纳米复相陶瓷

利用非均匀成核的方法在纳米SiC粒子表面包覆一层Al2O3,通过胶态悬浮液将其均匀分散于Al2O3基体中,制备出晶内型结构为主的Al2O3/SiCp纳米复相陶瓷。通过对材料显微结构及断口形貌分析,发现Al2O3/SiCp纳米复相陶瓷中,含纳米SiC粒子的Al2O3晶粒内,在残余热应力作用下产生了大量的位错,位错的交截,组合导致微裂纹成核,从而诱发材料发生非平面穿晶断裂,说明晶内SiC粒子是改变材料断裂模式的主要原因。     

β-sialon-Al2O3-SiC系复相材料的高温强度和显微结构

研究了β-sialon-Al2O3-SiC系列复相材料在室沮至1400℃的抗折强度随温度的变化规律和显微结构。各试样的强度随温度增加而上升,并在1200℃时出现最大峰值,增强机制理解为残余应力松弛和试样表面氧化膜共同作用使其抗折强度增加。温度大于1200℃时,强度开始下降。显微结构研究显示：各温度下富SiC试样断口致密;β-sialon与SiC有很好的结合强度;刚玉和碳化硅颗粒以穿晶断裂为主。富Al2O3样中的刚玉颗粒在高温下较大的热膨胀弥合了与基质之间在中低温下存在的微裂纹间隙,有利于增加强度,其断裂形貌从低温时沿晶断裂转变到高温的穿晶断裂为主。各试样在1400℃时,仍然维持有46MPa至57MPa的高强度。     

添加ZrO2对Al2O—SiC系复相陶瓷力学性能的影响

通过ZrO2强化增韧Al2O3-SiC系陶瓷，其复合材料的力学性能在一定程度上获得改善。ZrO2外加含量在0－40wt%范围内，复相陶瓷的断裂韧性保持上升，而其硬度则呈下降的趋势。少量添加ZrO2(≤10wt%)时，其强度得到提高，当ZrO2含量为10wt%左右，强度达到最大值；超过该含量后强度迅速下降。研究结果表明，复相陶瓷力学性能与瓷体中的二相粒子的相变增韧和热应力共配有关。X射线衍射分析研究表明，随着ZrO2含量增加，材料断口相变量增大，断裂韧性也相应提高，确是ZAS（ZrO2增韧Al2O3-SiC)复相材料中ZrO2(t)→ZrO(m)相变增韧起主要作用。当ZrO2添加含量增加时，二相粒子与基体热膨胀系数不匹配，而在复合材料中产生内应力导致瓷体强度降低，研究还表明10wt%ZrO2增韧Al2O3-SiC陶瓷是一种较佳的高温耐磨材料。     

碳化硅基复相陶瓷的高温氧化及其对强度的影晌

本文系统地研究了引入第二相非氧化物粒子TiC,TiB_2,ZrB_2和氧化物粒子Al_2O_3后SiC基复相陶瓷的氧化行为和规律,以及它对SiC基复相陶瓷强度的影响。实验结果发现,引入第二相非氧化物粒子后SiC基复相陶瓷的抗氧化性能大大降低,会在较低的温度下发生灾难性快速氧化,出现灾难性氧化的温度与引入的第二相非氧化物粒子的种类有关而与添加量无关,在出现灾难性氧化前的100～150℃,强度会发生大幅度下降现象;引入第二相氧化物粒子Al_2O_3的SiC基复相陶瓷,其抗氧化性不发生踢显变化,高温强度也不出现大幅度降低的现象;各种SiC基复相陶瓷的抗氧化能力次序为:SiC-Al_2O_3>SiC-TiC>SiC-TiB_2>SiC-ZrB_2。     

低温制备SiC多孔陶瓷及性能

采用SiC微粉为骨料,聚碳硅烷为粘结剂,混合后溶于THF中干燥过筛,经模压成型后于1000℃保护气氛下低温烧结制备SiC多孔陶瓷。运用XRD、SEM及孔隙率测定手段对陶瓷样品的物相结构、微观形貌及孔隙率进行研究,考察了不同聚碳硅烷含量对SiC多孔陶瓷抗弯强度、线收缩率及气孔率的影响。结果表明,随着聚碳硅烷含量的增加,SiC多孔陶瓷的线收缩率和失重比均增加,抗弯强度和显气孔率均先增加后下降,抗弯强度在聚碳硅烷含量为13%时达到最大值为58.45MPa,开口气孔率在PCS含量为5%时达到最大值为37.2%。     

高温结构陶瓷的高温蠕变

高温蠕变是高温结构陶瓷材料一项非常重要的性能指标。现代耐高温结构材料要求有很高的抗蠕变性能。本文从理论上描述了蠕变及其机理，分析了影响高温结构陶瓷蠕变的因素，并结合实际提出了提高高温结构陶瓷抗蠕变性的措施。     

纳米Al2O3-ZrO2(3Y)复相陶瓷的微波烧结

采用纳米Ａｌ２Ｏ３粉和纳米ＺｒＯ２（３Ｙ）粉为原料,对不同成分配比的Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（３Ｙ）复相陶瓷进行了微波为烧结的研究。实验结果表明微波烧结可获得委肮的致密度,并提高断裂韧性,但晶粒长大倾身大于其它烧结方式;在Ａｌ２Ｏ３－ｚｒ２（３Ｙ）二元系中,随ＺｒＯ２（３Ｙ）含量啬,烧结时的致密化过程加速,且晶粒长大倾向减小。     

气压烧结TiB2-Al2O3复相陶瓷的显微结构与力学性能

以2.5%(质量分数,下同)Ni为助烧剂,用气压烧结方法分别制备了含20%,30%和50%Al2O3的TiB2-Al2O3复相陶瓷.通过扫描电镜观察样品的形貌,并研究了Al2O3含量对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:金属Ni能有效地促进材料的致密化;随着Al2O3含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性增加,弹性模量出现峰值,Vickers硬度降低,Rockwell硬度变化不大.在加入30%Al2O3时,得到了显微结构均匀,性能较好的TiB2-Al2O3复相陶瓷,其抗弯强度可达520MPa,弹性模量达339GPa,Rockwell硬度达92.6.     

氧化铝、氮化硅和碳化硅的疲劳特性与寿命预测

分析了几种典型的结构陶瓷在长期载荷下的失效特性和差别。认为长期失效的本质是强度衰减,建立了一个疲劳失效的强度衰减模型和提出了寿命预测方法。分别研究了氧化铝、氮化硅和碳化硅几种常用工程陶瓷在常温和高温下的疲劳特性和差异。采用三点弯曲的受力方式测试了不同载荷水平下的断裂时间。结果表明：碳化硅的疲劳门榄值超过强度的80％,而且受温度影响最小;氧化铝的静疲劳受微小裂纹扩展控制;氮化硅的高温疲劳主要是蠕变机制导致强度衰减,疲劳门槛值不超过强度50％。由实验研究了氮化硅的高温静疲劳、动疲劳和循环疲劳三者在相同温度和相同应力峰值变化下的寿命关系,结果与计算一致。     

ZrSiO4/Al2O3烧结氧化铝-莫来石复相陶瓷微观结构的研究

将氧化铝和锆英石混合物试样分别在1350℃、1550℃下烧成，结果发现在1350℃烧成、保温3h的样品中有莫来石生成，而在1550℃烧成、保温3h的情况下却未发现莫来石生成，本文对此作了分析和探讨。关键词：氧化铝一莫来石，复相陶瓷，微观结构。     

原位合成TiB2-TiCx复相陶瓷的显微组织

应用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对原位合成的TiB2-TiCx复相陶瓷显微结构进行了分析。并分析了Ti-B4C反应的原位生成机理。结果表明,Ti3B4相稳定存在于生成物中,其形态与形成温度和反应机理有关。     

高温下焊接结构的强度设计及寿命评价的研究进展

综述了高温下焊接结构强度及寿命评价研究的最新进展，着重介绍了以结构蠕变破断方程为基础确定焊缝强度减弱系数的方法，探讨了如何计及多轴应力因素的影响和由于焊缝的引入结构寿命的减少等问题．