复合助剂对低温常压烧结AlN性能的影响

研究了Y2O3,LiO2,CaO烧结助剂对AlN陶瓷常压烧结致密度和性能的影响.结果发现,同时添加Y2O3,LiO2,CaO作为助剂,在1600℃低温烧结就能获得具有高致密度、较小的晶粒尺寸(1μm～4μm)、较高的抗弯强度(331MPa)、断裂韧性(3.8 MPa·m1/2)及导热率(118 W·m-1·K-1)的AlN陶瓷.     

烧结助剂对Salon常压烧结的影响

研究了以Y2O3和Y2O3＋La2O3为烧结助剂的Sialon陶瓷的常烧结过程及其相结构。结果表明：添加6％Y2O3在1750℃常压烧结1h可获得相对密度大于99％的Sialon陶瓷;La2O3可部分或大部分取代Y2O3,混合烧结助剂的最佳烧结温度（1800℃）略高于单纯以Y2O3为烧结助剂的最佳烧结温度（1750℃）。加入La抑制了α′相和YAG相的生成,选择合适的工艺条件,可制得α′ β′复相陶瓷。探讨了用Col-Gel化学法混料替机械法混料的可能性,由于γ－Al2O3转变成α－Al2O3等原因,化学混料法的效果不如机械法。     

AlN低温烧结助剂的研究现状

介绍了在AlN烧结中,烧结助剂的各类和加入量对AlN陶瓷材料的烧结致密度和热传导系数的影响。通过分析不同烧结助剂对AlN低温烧结（＜1600℃)的影响,认为有效的烧结助剂应该满足以下4个原则：①和AlN颗粒表面Al2O3反应生成的化合物的液化温度应该低于1600℃;②在烧结过程中不要诱发AlN的分解和氧化;③应该能以晶界析出Al2O3化合物的形式降低AlN晶格中的氧;④形成的Al2O3化合物应该有不亚于AlN的导热性,或者该化合物在晶界的含量要足够低。由于单一的烧结助剂无法同时满足以上4个条件,Y2O3－CaO-Li2O复合烧结助剂,极有希望成为高性能的AlN低温烧结的有效助剂。     

MgO—CeO2烧结助剂对常压烧氮化硅陶瓷致密化和性能的影响

系统研究了ＭｇＯ－ＣｅＯ２烧结助剂对常压烧结氮化硅陶瓷致密化过程及其性能的影响，发现ＭｇＯ－ＣｅＯ２是一咱非常有效的烧结助剂，其致密化效果比单独用ＭｇＯ或ＣｅＯ２要好得多，常压烧结的Ｓ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２陶瓷，相对密度为９８．５％，室温强度可达９４８ＭＰａ。     

烧结助剂对HfB2-SiC基超高温陶瓷组织和性能的影响研究

采用热压烧结工艺制备出HfB2—20％SiC（HS）、HfB2-20％SIC-5％Si3N4（HSS）和HfB2—20％SIC-5％AIN（HSA）（体积分数，下同）3种超高温陶瓷基复合材料，对材料进行了微结构表征和力学性能测试，并对Si3N4、AIN烧结助剂的作用机理进行了初步分析。结果表明，与HfB2—20％SIC相比，Si3N4和AIN烧结助剂的引入使材料的烧结温度从2200℃降低到1850℃，相对密度从95％提高到99％左右。材料的平均晶粒尺寸显著降低，形成了相应的晶粒边界相。力学性能测试结果表明，HfB2—20％SiC-5％Si3N4和HfB2—20％SiC-5％AIN的抗弯强度和断裂韧性均比HfB2—20％SiC获得一定程度的提高。烧结助剂的引入使SiC／HfB2超高温陶瓷材料的断裂模式从单纯的穿晶断裂转变为穿晶／沿晶混合的断裂模式。     

烧结助剂对固体氧化物电池的质子导体电解质烧结性能和电导率影响的研究进展

质子导体氧化物在600 °C下具有较高的质子导电性,在应用于开发低成本、耐用的中低温固体氧化物电池方面具有显著的优势。目前,BaZr1-xYxO3-δ (BZY),BaCe0.7-xZrxY0.2O3-δ (BCZY)和BaCe0.7-xZrxY0.1Yb0.1O3-δ (BCZYYb)等基于Ba、Ce、Zr、Y和Yb的ABO3型钙钛矿结构的质子导体电解质材料具有最优异的电化学性能。但是这些材料的烧结性能,电导性能和稳定性难以兼得,从而严重限制了它们的应用。为了在较低的烧结温度下获得具有高导电率和长期稳定的致密的电解质,最常用的方法是在质子导体氧化物中添加烧结助剂。而最近报道的研究论文中,烧结助剂对质子导体导电性的影响存在较大的差异。所以本综述全面讨论了近年来烧结助剂改性的质子导电氧化物的研究进展,并详细总结了不同烧结助剂对质子导电氧化物相对密度、晶粒生长、烧结行为、体电导率和晶界电导率的影响,进而提出一些潜在的研究思路。     

烧结助剂对高气孔率SiC陶瓷结构和性能的影响

由叔丁醇、丙烯酰胺和SiC粉及烧结助剂组成固相含量为10%(体积分数)的陶瓷浆料,采用凝胶注模成型和无压烧结工艺制备多孔SiC陶瓷,研究Al2O3和Al2O3+SiO2这两种烧结助剂体系对多孔SiC陶瓷的气孔率、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Al2O3+SiO2复合烧结助剂明显改善SiC陶瓷的烧结性能,与采用单一的Al2O3烧结助剂相比,SiC样品的烧结温度和莫来石的生成温度均降低50℃左右;两种不同的烧结助剂制成的试样中的气孔均呈很窄的单峰分布,中位孔径为2μm左右;随烧结温度的升高压缩强度增大,而气孔率变化不大;以Al2O3+SiO2为烧结助剂、在1 400℃烧结的试样的气孔率和强度分别达到70.57%和17.74 MPa。     

几种烧结助剂对堇青石相变影响的比较

利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)的方法,分析了添加低熔点氧化物(氧化钙、氧化硼)和高熔点氧化物(氧化锆、氧化铈)对由氧化物粉末烧结法制备堇青石陶瓷时堇青石相变的影响.结果发现,低熔点氧化物虽然能够促进堇青石的转变,但是会导致大量玻璃相的出现,而且尖晶石相很难消除;添加氧化锆会产生锆英石相,这些新相将恶化陶瓷的热膨胀性能.而氧化铈的添加既可以促进烧结,消除中间相(石英、尖晶石),又不形成大量玻璃相,是一种非常好的烧结助剂.     

烧结工艺对汽车用高硅铝合金组织和性能的影响

研究了不同烧结工艺对汽车用高硅铝合金密度、显微硬度和力学性能的影响。结果表明,当烧结压力一定时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的密度先增大后减小,当烧结温度为1 000℃时,合金的密度取得极大值。当烧结压力小于200 MPa且一定时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的显微硬度持续上升。当烧结压力为250 MPa时,随着烧结温度的增大,硅铝合金的显微硬度先增大后减小,当温度为1 000℃时,合金致密度具有极大值。当烧结压力一定时,随着烧结温度的升高,硅铝合金的热导率持续增大。当烧结温度一定时,随着烧结压力的增大,硅铝合金的致密度、显微硬度以及热导率均逐渐增大。     

两步常压烧结工艺对氧化铝陶瓷制备及性能的影响

采用高纯度氧化铝粉为原料,高纯MgO为烧结助剂,通过两步常压烧结工艺制备出了致密度较高的氧化铝陶瓷。探究了第一步烧结温度T1、第二步烧结温度T2的保温时间以及烧结助剂MgO的添加量的工艺条件对氧化铝陶瓷的致密度、微观形貌和力学性能的影响。结果表明,提高T1温度和延长T2温度下保温时间均能提高样品的相对密度。而随MgO添加量的增加,样品的相对密度先增加后降低。较高的T1温度和长的保温时间均会使样品的晶粒尺寸变大。由于MgO作为第二相添加剂的钉扎作用,MgO的加入有利于晶粒尺寸的降低。较长的保温时间会促进样品晶粒的生长并伴随晶粒的Ostwald熟化,小晶粒逐渐消失而大晶粒数量增加,粒径分布的不均匀性增加。样品的强度取决于致密化程度和晶粒尺寸。对于短时间保温的样品,当T1温度较高时力学性能较为出色,但随保温时间的增加呈现出相反的趋势。MgO添加量的增加虽然对晶粒有一定的细化作用,但会导致致密度下降,因此样品的强度随MgO添加量的增加先上升而后略有降低。     

烧结方法对AlN陶瓷微观形貌及热导率的影响

采用真空烧结、N2保护无压烧结、放电等离子烧结等方法对AlN粉末进行烧结,研究烧结方法对粉体烧结行为以及产物物相组成、微观形貌及热导率的影响。结果表明:真空烧结会显著降低AlN材料的脱氮分解温度,无法实现其致密化;而通过N2保护无压烧结和放电等离子烧结的方法均能得到结构致密、热导率较高的AlN陶瓷,其中后者的烧结温度更低、制得陶瓷样品的致密度和热导率更高,在1650℃保温10min即可烧结得到热导率为121.5W·m-1·K-1的AlN陶瓷。     

制备方法对AlN-Mo复合陶瓷性能的影响

以氮化铝粉、钼粉为原料,放电等离子烧结(SPS)技术制备了AIN-18%Mo复合陶瓷.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、介电频谱(Dielectric Frequency Spectrum)分析,研究了混料均匀性、渗碳、烧结温度对复合陶瓷致密性、导电性能及介电性能的影响.结果表明,采用特殊混料工艺,制备出Mo均匀弥散分布的复合陶瓷.1700℃、30 MPa烧结复合陶瓷,距离样品表面3 mm以下无杂质相.1450℃烧结复合陶瓷,Mo颗粒呈长条状,电阻率为6.96×102Ω·cm,表现为导体特性;1500℃烧结时样品的电阻率迅速增大为1.81×107 Ω·cm,呈现绝缘体特性:此后随着烧结温度的逐渐增加,样品的电阻率趋于平缓,介电常数、损耗逐渐降低,并从复合材料的显微结构及介电理论对以上结果给予解释.     

烧结温度对多机制耦合增韧Si3N4陶瓷微观组织及力学性能的影响

在非均相沉淀法制备的Fe-Mo包覆Si3N4金属陶瓷粉末中添加助剂MgO-Y2O3进行常压烧结,采用X线衍射仪(XRD)、电镜扫描(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)等方法探究了烧结温度对该金属陶瓷相组成、显微结构及力学性能等方面的影响.结果表明:温度升高有利于金属相的保留和液相的生成.在1 700℃烧结时,Fe3Mo3N分解转变为金属Fe相,材料微观结构为大量高长径比β-Si3N4晶粒埋藏在Y-Mg-Si-O-N玻璃相中,样品密度(3.8213 g/cm3)、抗弯强度(908.2 MPa)、断裂韧性(12.08 MPa·m1/2)为最高;烧结温度为1 750℃时,材料中生成絮状非致密物质包裹的大晶粒MoSi2,材料性能下降.     

无压烧结Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4复合陶瓷的组织结构与性能

以Ca_3(PO_4)_2和Si_3N_4为原料,采用无压烧结的方法制备Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4系列复合陶瓷.复合材料中Ca_3(PO_4)_2能与Si_3N_4稳定共存,烧结后未发现有新相生成.随着烧结温度的提高,复合材料的致密度和β-Si_3N_4的相对含量也随之升高,柱状β-Si_3N_4晶粒的生长更加充分,晶粒相互搭接、交织.复合陶瓷的力学性能随着烧结温度的提高而升高,1700 ℃无压烧结复合材料的抗弯强度达到547 MPa,断裂韧性达到7.3 MPa·m~(1/2),从断口照片中可以观察到β-Si_3N_4晶粒的拔出和桥联作用.通过加热试样并在水中骤冷后测弯曲强度的方法,表明Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4复合材料具有良好的抗热震性能.     

无压烧结ZnAl/Fe基非晶复合材料的导热性能研究

采用无压烧结制备韧性Zn Al颗粒增强Fe基非晶复合材料,利用X射线衍射仪、扫描电镜、差热分析仪和激光闪射热导率测试仪分析了复合材料的结构、热稳定性及导热性能。结果表明:在过冷液相区内无压烧结可得到致密的Zn Al/Fe基非晶复合材料;Zn Al的引入没有影响Fe基非晶基体的本质;烧结过程中没有界面反应相生成;复合材料的热稳定性有所降低,但降低幅度不大;在298~423 K范围内,复合材料比Fe基非晶合金有更低的热传导系数,其热扩散系数随温度的升高变化不大,表明材料具有较好的保温性能。     

热压烧结氮化硅陶瓷的力学性能研究

采用Y2O3-La2O3和LiF-MgO-SiO2 2组烧结助剂，通过短切碳纤维增韧的方法，热压烧结制备了氮化硅陶瓷，并对所得氮化硅陶瓷的相组成、微观结构和力学性能进行了分析和讨论。结果表明：长柱状β-Si3N4晶粒有利于提高材料的力学性能；加入纤维不仅不能使材料的抗弯强度提高，反而有所下降，其原因是在高温制备过程中，碳纤维与氧发生反应，在氮化硅陶瓷中产生的缺陷所致。但是加入碳纤维能够提高氮化硅陶瓷的断裂韧性，其原因是碳纤维与氧反应形成的缺陷，侄裂纹在断裂过程发生了偏转。     

常压烧结制备ZrB_2-SiC复相陶瓷材料

以溶胶凝胶法合成的亚微米级和市售微米级ZrB_2粉体为原料,B4C和Mo为烧结助剂,在氩气气氛下,常压烧结制得ZrB_2-SiC复相超高温陶瓷材料.研究结果表明,亚微米级ZrB_2超细粉体的加入对ZrB_2-SiC复相陶瓷的常压烧结致密化有一定的促进作用,但对材料性能的影响不太明显.当超细粉体占到粉体质量的30%时,材料的相对密度约为97%.复相材料的三点抗弯强度为(327±56) MPa,弹性模量为(365±30) GPa,维氏硬度和断裂韧性分别为(12.30±0.75) GPa和(3.39±0.35) MPa·m~(1/2).另外,从材料的SEM照片明显看出,在压痕棱角尖端出现裂纹分叉现象,同时在裂纹延伸过程中发生偏转,断裂模式多为穿晶断裂,较少为沿晶断裂.     

烧结温度对WO_3系电容-压敏复合陶瓷电性能的影响(英文)

研究了烧结温度对WO_3系电容-压敏复合陶瓷显微结构、非线性电学性能及介电性能的影响.随着烧结温度从1050 ℃到1200 ℃的升高,WO_3陶瓷的晶粒尺寸增大,压敏电压随之降低.在1150 ℃烧结条件下,掺杂0.8 mol% Y_2O_3 的WO_3 压敏陶瓷样品表现出优良的综合电性能,其非线性系数为3.5,相对介电常数为1.13×10~4.然而,过高的烧结温度,不利于样品的非线性电学性能.WO_3系电容-压敏复合陶瓷较适合的烧结温度为1150 ℃,这是因为,在此温度下最有利于样品的晶界势垒结构的形成.