STUDY OF INITIAL STAGE SINTERING OF NANOCRYSTALLINE α-Al_2O_3 POWDER BY ISOTHERMAL METHOD

采用恒温烧结方式在９００－１２００℃范围内研究了粒径为１０ｎｍ、团聚体强度分别为７６和２３４ＭＰａ的α－Ａｌ２Ｏ３纳米粉初期烧结致密化过程,结果表明,两种粉体在烧结初期阶段均受晶界扩散控制,其晶界扩散激活能分别为３５４和４８１ｋＪ／ｍｏｌ,并对α－Ａｌ２Ｏ３纳主粉在实验温度范围内的晶界扩散系数进行了估算。     

Fabrication of finegrained Al2O3 ceramic at low sintering temperature

A research on fabrication of finegrained Al2O3 ceramic at lower sintering temperature was carried out.Al2O3 powder with 50 nm in diameter is compounded with 11.24%Al and 4.75% Fe(mass fraction) by high-energy ball-milling. AI is got from Al powder which is a component of the materials being milled and Fe from steel milling balls and milling jar during the milling. In this way, nearly no impurity is brought into the composite powder during milling. With hot pressing of the composite powder and pure Al2O3 powder, it is proved that Al2O3 powder can be densified at lower sintering temperature when the powder is compounded in this way. Al2OC and AlFe form during sintering process of the composite powder. With the reactive sintering and multiphase sintering mechanisms, finegrained Al2O3 ceramic is fabricated at low sintering temperature.     

ZrB2在Al2O3-ZrB2复相陶瓷中的增韧性能

常压烧结制备了Al2O3和20wt%ZrB2/Al2O3复合陶瓷,用XRD和金相显微镜、SEM分析了其相组成、微观结构、断裂形貌,并用压痕法计算了陶瓷的断裂韧性。结果表明：Al2O3陶瓷自1500℃开始其相对密度超过99%,维氏硬度达到1897HV,断裂韧性为5.2?.3MNm-3/2;20wt%ZrB2/Al2O3复合陶瓷在1450℃时相对密度超过98%,维氏硬度达到1807HV,断裂韧性为6.7?.2MNm-3/2。微观形貌观察表明,ZrB2/Al2O3复合陶瓷韧性的增加是由于弥散分布的ZrB2在Al2O3陶瓷基体中起到遏制裂纹扩展和钉扎双重作用的结果。     

Selective laser sintering of polymer-coated Al2O3／ZrO2／TiC ceramic powder

A type of polymer-coated Al2O3/ZrO2/TiC ceramic powder was prepared. The laser sintering mechanism of polymer-coated Al2 O3/ZrO2/TiC powder was investigated by studying the dynamic laser sintering process.It is found that the mechanism is viscous flow when the sintering temperature is between 80 ℃ and 120 ℃, and it is melting/solidification when the temperature is above 120 ℃. The process parameters of selective laser sintering were optimized by using ortho-design method. The results show that the optimal parameters include laser power of 14 W,scanning velocity of 1 400 mm/s, preheating temperature of 50 ℃ and powder depth of 0.15 mm. A two-step posttreatment process is adopted to improve the mechanical properties of laser sintered part, which includes polymer debinding and high temperature sintering. After vacuum sintering for 2 h at 1 650 ℃, the bending strength and fracture toughness of Al2O3/ZrO2/TiC ceramic part reach 358 Mpa and 6.9 Mpa · m1/2 , respectively.     

无压烧结制备Al_2O_3-TiC复合陶瓷

本文采用无压烧结方法制备Al_2O_3－TiC复合陶瓷，较详细地研究了助烧剂含量、采用的埋粉种类及烧结温度对烧结体致密度的影响，结果表明，当采用助烧剂CaO含量为Al_2O_3量的0．5wt％采用Al_2O_3＋TiC作埋粉时具有较好的促进体系烧结的作用，在1860℃的烧结温度下，烧结体相对密度为98％。     

MECHANISM AND KINETICS OF TRANSFORMATION OF ALUMINA INCLUSIONS BY CALCIUM TREATMENT

The basic mechanism and kinetics of the transformation process of alumina inclusions in steel was reported when calcium introduced into the steel by wire feeding orpowder injection. To clarify the mechanisms model, experiments were performed by studying reactions between AltOs and CaO in a laboratory furnace and by performing calcium treatments in an 8kg induction furnace for Al deoxidised melt. The phases formed during the reaction between Al2O3 and CaO were examined by SEM-EDS （scanning electron microscope-energy dispersive spectrometer）, and the reaction sequence of Al2O3=〉 CA6=〉 CA2 =〉 CA =〉 CAx（l） was discussed in term of the experimental observations. The kinetics of the reaction of calcium with alumina inclusions were simulated by immersing alumina plates in a Ca treated steel melt in the induction furnace. Results were compared with observations of real inclusion transformation. A kinetic model was proposed based on the results.     

EFFECTS OF PRESSURE AND TEMPERATURE ON THE MICROSTRUCTURES OF NANOCRYSTALS α-Fe_2O_3

采用沉淀法制备了α－Ｆｅ２Ｏ３超微粒，在不同的温度和压力下对超微粒粉末进行处理，利用Ｘ射线衍射和Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱对高压处理前后的样品进行了分析。结果表明，压力主要对微晶的表面或纳米晶体的界面结构产生影响，使晶格畸变或无序程度增加。     

Y_2O_3-Al_2O_3对SiC纤维烧结特性的影响

研究了纳米Y_2O_3—Al_2O_3在烧结时形成液相YAG(yttrium-alurninum garnet)对SiC纤维烧结特性的影响。实验结果表明,液相YAG的形成可以有效地提高SiC纤维的密度,在较低的烧结温度下达到完全致密,同时使纤维的强度由168MPa提高到844MPa。当烧结温度高于1800℃时,纤维中各组份间发生化学反应,产生的气体逸出后,在纤维组织中留下孔隙,使纤维强度降低。     

Al_2O_3含量对等离子喷涂TiO_2-Al_2O_3陶瓷涂层组织性能的影响

采用大气等离子喷涂方法制备TiO2–Al2O3陶瓷涂层,利用SEM和XRD分析了涂层的显微组织和相结构,并研究了涂层的电阻率随温度变化的规律。研究结果表明:TiO2–Al2O3陶瓷涂层主要由金红石型TiO2、锐钛矿型TiO2、Magneli相、α–Al2O3及γ–Al2O3组成。涂层的显微硬度和电阻率随Al2O3含量的增加而增加,在通电升温条件下涂层的电阻率随温度升高而降低。     

EFFECT OF CeO_2 DISPERSION ON INITIAL STAGE GROWTH OF α-Al_2O_3 OXIDE SCALE AT HIGH TEMPERATURE

在研究１０００及１１００℃下含弥散ＣｅＯ_２的ＮｉＡｌ基表面α─Ａｌ_２Ｏ_３氧化膜初期生长的微观形貌及化学组成的基础上，分析了弥散氧化物质点对氧化初期表层扩散通量的影响，解析出了氧化物质点对表层元素扩散通量的贡献项，进而研究了氧化温度、弥散氧化物质点的尺寸、含量及分布等因素对弥散氧化物质点促进Ａｌ_２Ｏ_３形成的影响，并解释了突出颗粒状生长等实验结果。同时，探讨了弥散氧化物质点促进保护性氧化膜形核和增强氧化膜再生能力的机制。     

ZrO2/Al2O3复相泡沫陶瓷过滤器制备工艺研究

采用有机泡沫浸渍法制备泡沫陶瓷,研究了各种不同工艺因素对泡沫陶瓷性能的影响。采用XRD、SEM对泡沫陶瓷的相组成及微观结构作了分析与探讨。结果表明,在粘结剂聚乙烯醇加入量为0.5%,减水剂木质素磺酸钙加入量为0.5%,流变剂苏州土加入量为1.5%时,调整分散剂的加入量,当浆料中分散剂四甲基氢氧化铵的质量分数为0.9%时,可获得具有较佳分散性能的浆料。浆料的固相含量为85%时最适合挂浆的需求。对氧化锆氧化铝复合浆料进行进一步分析表明,氧化铝的加入量为20%时,浆料具有较小的粘度。烧结体的XRD分析表明,氧化铝加入量为20%时较好地抑制了t-ZrO2→m-ZrO2转变的发生,将大量的能发挥应力诱导相变的亚稳态四方相氧化锆保留了下来,从而提高了烧结体的力学性能。SEM分析也表明加入适量的氧化铝可有效抑制氧化锆晶粒的长大,并且起到颗粒弥散增强的作用。     

Al_2O_3基复合陶瓷抗热震研究

介绍了陶瓷抗热震理论和影响陶瓷抗热震性能的因素,并就国内外近年来对氧化铝基陶瓷抗热震性能的研究作了简单介绍和总结。最后,指出了陶瓷抗热震研究存在的问题。     

Al2O3/Mo纳米粉末模压成形烧结及其动力学

对Mo和Al 2 O 3/Mo纳米粉末进行模压成形,研究纯Mo和Al 2 O 3/Mo压坯在1700~2000℃温度范围内的等温烧结过程,并结合烧结模型分析材料烧结过程中的动力学;利用SEM和TEM分析复合材料的显微组织。结果表明：压坯密度与Al2O3的加入量有关,高温烧结时Al2O3/Mo复合材料的致密度高于纯Mo的致密度;在Al2O3/Mo复合材料烧结过程中,烧结机制既有体积扩散又有晶界扩散,且随着Al2O3含量的增加,晶界扩散趋势明显;纯Mo和Al 2 O 3体积分数为5%、10%和15%Al 2 O 3/Mo复合材料的烧结激活能分别为254.24、234.04、221.40和164.37 kJ/mol;Al 2 O 3的加入可促进晶粒的均匀化和组织的细化。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

超声沉淀法制备纳米A12O3粉体

将超声辐射应用于以硫酸铝铵(NH4Al(SO4)2*12H2O )和碳酸氢铵(NH4HCO3)为原料的沉淀法制备Al2O3纳米粉体的化学反应工艺过程, 制备了粒径为12 nm的α-Al2O3纳米粉体.通过SEM、TEM等分析手段研究了超声辐射对前驱体NH4Al(OH)2CO3沉淀物及最终粉体尺寸、形貌及其团聚行为的影响, 并探讨了其作用机理.结果表明 超声辐射由于其自身的空化作用不仅细化了前驱体颗粒、抑制了其间的团聚, 而且延缓了其向凝胶的转变过程, 从而有效地细化α-Al2O3颗粒, 但过高的频率却易导致颗粒间的进一步聚合.     

激光烧结纳米Al2O3陶瓷的研究

纳米陶瓷材料具有许多优异的功能和特性,但在烧结过程中纳米颗粒容易长大,从而失去纳米特性.对激光烧结纳米陶瓷进行的理论和试验分析证明:利用激光烧结的方法,可使烧结陶瓷的晶粒保持在纳米尺度,从而为纳米材料在功能部件和结构部件等方面的应用提供了基础.     

微波烧结ZrO_(2(n))/Al_2O_3复合陶瓷工艺与组织

以纳米ZrO2、微米Al2O3为原料,采用微波烧结方式制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷。探讨了烧结温度和保温时间对试样线收缩率、相对体积密度、硬度和断裂韧性的影响。结果表明,烧结温度1550℃,保温时间10 min,可得到较高的硬度(13 350 MPa)和较好的断裂韧度(6.41 MPa.m1/2),烧结过程中发生了m-ZrO2转变为t-ZrO2相变,nano-ZrO2的加入使Al2O3形成內晶型结构;试样的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂并存;ZrO/AlO复合陶瓷主要通过应力诱导相变和内晶型结构进行增韧。     

Al_2O_3陶瓷基片电子封装材料研究进展

总结微电子封装技术对封装基片材料性能的要求,介绍Al2O3的多晶转变和典型性能,讨论超细Al2O3粉体的3种制备方法:固相法、气相法和液相法;分析Al2O3陶瓷常用烧结助剂的基本作用和Al2O3陶瓷常用的6种烧结方法:常压烧结法、热压烧结法、热等静压烧结法、微波加热烧结法、微波等离子烧结法和放电等离子烧结法;指出Al2O3陶瓷基片的发展方向。     

放电等离子烧结ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷的氧化性能

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体并对其进行放电等离子烧结来提高ZrB2陶瓷的烧结致密度和高温抗氧化能力。研究表明:通过引入YAG-Al2O3制备的陶瓷和纯ZrB2陶瓷相比,在相同氧化条件下得到的氧化层厚度有所变薄,说明通过引入YAG-Al2O3可以改善ZrB2陶瓷的抗氧化性能。在相同氧化条件下,引入Al2O3越多的陶瓷氧化层厚度越小。