氧化铝-氧化铈陶瓷复合刀具的开发

陶瓷的迅速发展为许多工程应用引进了各种陶瓷复合材料。陶瓷复合材料的发展在很大程度上是由于基本陶瓷显微组织的改进，这就引起了显微组织增强陶瓷的开发。添加颗粒和晶须／纤维能够改善脆性陶瓷的断裂韧性，可能引起断裂韧性改善的机理是相变及伴生应力诱导相变增韧和微裂纹增韧、韧性增强、孪生和纤维／晶须增强。氧化铝（Al2O3）是一种特别重要的陶瓷材料，在技术上有很多用途。     

添加剂对Al2O3／BN可加工陶瓷性能的影响

采用Si3N4和SiC作为Al2O3／BN可加工陶瓷的添加剂，考察了添加剂种类和含量对材料力学性能及可加工性能的影响。研究表明，2种添加剂均对调节体系中由于热膨胀失配所引起的人的内应力起到积极的作用。材料的抗弯曲强度随添加剂含量的增加而提高，同时可加工性能略有降低。尤其是Si3N4的加入使体系在热压烧结过程中原位反应生成液相x-Sialon，显著降低了烧结温度，促进材料的致密化。     

自增韧氧化铝陶瓷的制备与力学性能研究

研究了添加La2O3、La203 MgO、La2)3 Si)2、La2O3 MgO SiO2等复合添加剂对氧化铝陶瓷结构及性能的影响.结果表明,通过改变La2O3复合的添加剂种类,可以得到不同显微结构和力学性能的氧化铝陶瓷.添加La2O3、La2O3 MgO的氧化铝陶瓷晶粒细小,提高了材料的致密度和抗弯强度,但韧性增加不明显;添加La2O3 SiO2的氧化铝陶瓷,晶粒有异常长大现象,微结构不均匀,导致力学性能降低;而添加La2O3 MgO SiO2复合添加的氧化铝陶瓷,获得了具有一定长径比、结构较均匀的自增韧结构氧化铝陶瓷,其抗弯强度和断裂韧性分别达到459 MPa和4.6MPa·m1/2.     

3Y-TZP／CMS材料制备与性能

用共沉淀法添加表面活性剂聚乙二醇（PEG）制备3Y-ZrO2纳米粉体，制备出颗粒尺寸呈正态分布，中位径46nm，无团聚的3Y-ZrO2纳米粉体。3Y-ZrO2纳米粉体中，添加0．5％CMS（质量分数，下同）（CaO—MgO—SiO2系统低共熔物），在1350℃温度下烧结，获得相对密度98．1％，抗弯强度786MPa，维氏硬度11GPa的3Y-TZP／CMS材料。     

对氧化铝陶瓷液相烧结的研究

以传统陶瓷生产中常用的几种添加剂与α氧化铝共同配料，进行了氧化铝陶瓷的烧结实验。其中，添加剂的配比以相图为主要依据。对实验结果进行分析认为：从热力学角度来看，烧结过程中液相的产生降低了氧化铝的烧结峰，即减少了达到烧结状态需要外界所供给的能量，有利于氧化铝陶瓷的烧结；用动力学观点分析，液相对氧化铝陶瓷烧结过程的作用，一为毛细管压，二为液相传质。毛细管压对氧化铝粒子有着诸如＂拉紧＂等作用，而液相传质的溶入──析出过程大大加速了氧化铝的传质过程，并且减弱了液相的化学组成对氧化铝陶瓷烧结的影响。     

正铌酸镧颗粒复合增韧氧化铝陶瓷

采用热压烧结工艺制备了添加一系列不同含量LaNbO4相的氧化铝基复合陶瓷(Al2O3-LaNbO4),并对它们的相组成、显微组织和力学性能进行了分析测试.结果表明经高温烧结后LaNbO4相能够与基体保持稳定共存,并且对材料的烧结性能有一定的促进作用;LaNbO4相对氧化铝基体产生了显著的增韧效果,在适当的添加量下,相比同样条件下制备的纯氧化铝,复合陶瓷的断裂韧性KIC提高约80%.对LaNbO4相的增韧机理进行了分析讨论,提出LaNbO4相内部畴结构在应力作用下发生切换而产生相应应变,这一过程将释放材料内部应力,宏观上产生增韧效果.透射电镜分析显示了在多晶LaNbO4陶瓷晶粒内大量存在的均匀平行排列的畴结构.     

SiCW／Y—TZP／Al2O3复合陶瓷的显微结构及其力学性能

研究了ＳｉＣＷ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制。结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室温强度和断裂韧度分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ．ｍ＾１／２，晶须拔出，裂纹偏转及ＺｒＯ２ｔ－ｍ相变是该复合材料的主要增韧机制。ＳｉＣ晶须和Ｙ－ＴＺＰ的共同作用，对复合材料强度和断裂韧性的提高     

氧化铝陶瓷增韧的研究现状

Al2O3陶瓷具有耐高温、抗氧化、耐磨损等优良特性，但韧性低一直是阻碍其进一步应用的重要原因。本文分别通过颗粒弥散相增韧、纤彬晶须增韧、相变增韧、复合增韧以及自增韧等方法对Al2O3陶瓷的增韧研究进行了分类叙述，总结了高韧性氧化铝陶瓷的制备、增韧机理、影响因素的研究进展。     

氧化铝陶瓷内衬复合钢管的组织结构与质量控制

在分析陶瓷内衬复合钢管组织结构特点的基础上,讨论了复合管存在的主要质量缺陷,提出了改善复合管质量的控制措施。     

氧化铝陶瓷低温特性研究

研究了α-Al2O3含量分别为99%和92%的氧化铝陶瓷(以下分别简称99和92氧化铝陶瓷)在室温和低温下(293,195和77K)的力学和热学性能。结果表明:两种氧化铝陶瓷的抗弯强度变化规律相同且变化幅度都较小,说明玻璃相的存在并没有对氧化铝的低温强度造成显著影响;99氧化铝的断裂韧性随温度降低线性升高,而由于晶界玻璃相的存在,92氧化铝的断裂韧性在77K时有所降低。热学性能测试表明,两种氧化铝的热导率随温度的变化规律一致。99和92氧化铝在20K时的热导率分别为4.1和1.7W/(m·K),远远小于不锈钢的热导率14.7W/(m·K)。因此,如果采用氧化铝陶瓷替代不锈钢作为超导绝缘支撑材料可以大大降低系统的漏热,提高超导磁体的稳定性。     

Effect of Al2O3 Coating on Densification and Aging Sensibility of 3Y-TZP Ceramics

采用非均相沉淀法在3 mol%氧化钇稳定的氧化锆粉体表面包覆0.5%~1.5% (质量分数) 的Al2O3,研究了包覆Al2O3对3Y-TZP陶瓷的致密化及时效敏感性的影响。实验采用热膨胀仪测定氧化锆生坯的致密化过程,生坯经1450 ℃烧结致密化后,测试烧结体的密度、平均晶粒直径和机械性能。采用XRD、SEM表征材料的显微组织。结果表明：相比于传统的共沉淀法,通过表面包覆的方式向氧化锆中加入少量的Al2O3更能促进3Y-TZP陶瓷的烧结致密化。表面包覆少量Al2O3的3Y-TZP可在1350~1400 ℃烧结致密化。此外,表面包覆Al2O3能显著降低3Y-TZP陶瓷的时效敏感性,这与大量Al3+ 在3Y-TZP陶瓷晶界的偏聚有关     

Effect of rod-like grain on properties and toughening mechanism of 3Y-TZP/Al2O3 ceramics

In-situ rod-like A1203 grain was prepared by adding CAS multiphase additives under the sintering condition of 30 MPa, 1 550℃ and 1 h. The sintering behaviors, microstructure, toughening mechanism and access of Al2O3 ceramics were investigated by SEM, EDS and WDW omnipotent electronic mechanical testing machine, etc, and the crack propagating model of cylindrical crystal/3Y-TZP composite toughening Al2O3 ceramics was established. The results show that the composite additives prompt the anisotropic growth of Al2O3 grain, which strengthens toughening effect of 3Y-TZP in 3Y-TZP/Al2O3 composite ceramics. Moreover, the experimental material density is near to theoretical density, bending strength is 556.35 MPa, and fracture toughness is 6.73 MPa.m1/2. The mechanical properties of the materials are obviously improved.     

Al_2O_3基复相陶瓷材料摩擦学研究进展

Al2O3基陶瓷材料是现代陶瓷材料学的一个重要组成部分,与其它材料相比,Al2O3具有许多独特、优良的性能,特别是其表现出较好的摩擦学性能。然而,其韧性低、脆性大的弱点在一定程度上限制了它在摩擦学领域的应用。为了减小Al2O3基陶瓷材料的脆性,除了采用先进的制备工艺外,各国学者相继研究开发了多种Al2O3陶瓷材料的增韧补强方法,显著改善了陶瓷材料的脆性并使其耐磨性显著提高。基于增强相的种类和增强手段,本文综述了Al2O3基陶瓷材料摩擦学的发展现状,并提出Al2O3基复相陶瓷今后有待研究的课题和发展方向。     

Al2O3对电沉积Ni-Co／AlO3复合镀层性能的影响

应用直流复合电沉积技术制备Ni—Co／Al2O3复合镀层，并研究了Al2O3对电沉积Ni—Co／Al2O3复合镀层性能的影响。结果表明：在本试验范围内，镀层的硬度和耐磨性随着Al2O3含量的增加而提高。     

原位合成TiB2/Al2O3复相陶瓷显微组织的研究

采用自蔓延燃烧合成法在室温下的空气中制备出TiB2/Al2O3复相陶瓷，通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析表明：大部分TiB2的形貌为规则的块状，晶粒细小，平均尺寸为几个微米，但也出现了TiB2枝晶和棒状晶。而Al2O3的颗粒较大（10-40μm），形状不规则，Al2O3的断口呈层片状，Al2O3和TiB2出现聚集现象。     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。     

3Y-TZP/Al2O3陶瓷拉拔模材料及应用研究

采用3Y－TZP/Al2O3陶瓷材料（添加少量的Al2O3以增加基体的硬度和烧结性能）成功地研制开发了TZP陶瓷拉拔模，并且开发出了共沉淀法制取纳米陶瓷粉末技术、成型技术及烧结技术。通过现场拉丝线材试验表明，3Y－TZP/Al2O3陶瓷拉拔模寿命为YG8硬质合金拉拔模的4倍以上。     

Al2O3-ZrB2-C复合材料性能研究

研究Al2O3-ZrB2-C复合材料,旨在作为金属熔体连续测温用热电偶保护管材料.主要研究了ZrB2对复合材料高温性能的影响.研究表明,随ZrB2含量增加,材料的机械强度增大.ZrB2不但能提高材料的高温性能,而且还可以起到抗氧化的作用,改善材料的抗热震性能和抗渣侵蚀性能.     

Al2O3-ZrB2-C复合材料性能研究

研究Al2O3-ZrB2-C复合材料，旨在作为金属熔体连续测温用热电偶保护管材料。主要研究了ZrB2对复合材料高温性能的影响。研究表明，随ZrB2含量增加，材料的机械强度增大。ZrB2不但能提高材料的高温性能，而且还可以起到抗氧化的作用，改善材料的抗热震性能和抗渣侵蚀性能。     

Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备及物理性能的研究

采用硝酸盐分解法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,通过测试材料的硬度、抗软化温度和电导率,研究了Al2O3增强相对材料性能的影响。结果表明,Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上,制备的Al2O3弥散强化铜基复合材料的强度、硬度、软化温度等远高于纯铜,具有良好的高温性能,当Al2O3含量为1．0％时,复合材料的软化温度在800℃以上、硬度达到125HB。