无压烧结SiC—AlN复相陶瓷的显微结构

对于ＳｉＣ与ＡｌＮ在１８００℃以上可以发生反应形成固溶体的研究结果有益于碳化硅陶瓷的烧结。     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化．８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化，１１００℃氧化．２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重．１２５０℃与１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３，１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳｉＯ２与α－Ａｌ２Ｏ３转化成莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２）结构．试样表面的氧化层均匀而且致密．     

SiC－AlN－Y_2O_3复相陶瓷的制备与性能

通过热压烧结技术，ＳｉＣ、ＡｌＮ和Ｙ２Ｏ３粉末混合作在１９２０～２０５０℃、Ａｒ气氛下形成了致密的复相陶瓷．在室温下ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到６００ＭＰａ和７ＭＰａ·ｍ１／２以上运用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析致密样品的断裂裂纹、形貌和组成．ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷在１３７０℃氧化试验３０ｈ，其氧化产物为莫来石．     

SiC—AlN—Y2O3复相陶瓷的制备与性能

通过热压烧结技术，ＳｉＣ、ＡｌＮ和Ｙ２Ｏ３粉末混合体在１９２０￣２０５０℃、Ａｒ气氛下形成了致密的复相陶瓷。在室温下ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相材料的抗弯强度和断裂韧性分别达到６００ＭＰａ和７ＭＰａ·ｍ＾１／２以上。运用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ分析致密样品的断裂裂纹、形貌和组成。ＳｉＣ－ＡｌＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷在１３７０℃氧化试验３０ｈ，其氧化产物为莫来石。     

燃烧合成AlN—SiC固溶体陶瓷

在氮气氛中,占燃铝粉,硅粉和碳黑的混合粉末,合成ＡｌＮ－ＳｉＣ陶瓷。研究了氮气压力和反应物配比对燃烧温度,燃烧波蔓延速度以及燃烧产物的影响。结合热力学解释了ＡｌＮ－ＳｉＣ固溶体的形成机理及反应次序。用扫描电镜观察了反应的形貌。     

不同重力环境对AlN-玻璃复相陶瓷显微结构的影响

采用SHS化学炉为热源,在抛物线飞行飞机上进行了一系列不同重力环境下的A1N－玻璃复相材料的液相烧结,研究了烧结过程中,不同重力水平对材料显微结构和扩散行为的影响。研究结果表明：超重力条件下物相会发生偏析,而策重力条件下,物质扩散均匀,可促进晶粒的正常发育,有利于材料显微结构的均匀性。     

高性能SiC—AlN复相陶瓷

采用热压烧结工艺,通过合理的组成设计和烧结温度控制,制备出了高性能SiC-AlN复相陶瓷,在较佳条件下,复合材料的室温强度、断裂韧性、显微硬度分别高达1130MPa、6．2MPa·m^1/2、28．6GPa．显微结构研究表明,随着AlN的加入,复合材料的晶粒尺寸明显细化,并呈多层次效应,即由固溶体的形成所引起的一次晶粒细化和晶内亚晶界所引起的二次晶粒细化．     

反应烧结Si／SiC复相陶瓷的的高温性能

研制的Ｓｉ／ＳｉＣ复相陶瓷强度达到３００～５００ＭＰａ，随温度升高，材料高温强度和韧性显著提高，１２００℃强韧性达最大值。高温性能研究表明，这种材料具有良好的抗热震性、抗熔盐腐蚀性能和抗氧化性。通过控制硅含量和合金化处理，能够大范围调探材料高温电导性能。研究结果表明，反应烧结Ｓｉ／ＳｉＣ复相陶瓷制备工艺简单，成本低，在１３５０℃以下性能优良，是一种应用领域广泛、适于大规模工业化生产的工程陶瓷材料。     

工艺因素对复相Sialon陶瓷相组成和显微结构影响

在（Ｙ．Ｓｍ）－Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统的α－Ｓｉａｌｏｎ与β－Ｓｉａｌｏｎ共存相区内，选择α／β－Ｓｉａｌｏｎ比为３：７组成对对象，采用无压烧结工艺，制备复相Ｓｉａｌｏｎ陶瓷材料，研究工艺因素对材料最终相组成和显微结构影响，指出制备工艺控制是获得符合设计要求材料的重要环节。     

Sic—AIN—Y2O3复相陶瓷的氧化行为

经研究致密的Ｓｉｃ－ＡＩＮ－Ｙ２Ｏ３复相陶瓷的氧化行为后发现，陶瓷材料的表面在空气中氧化的反应物随着温度的高低而变化。８００℃、２０ｈ氧化试验后，试样表面无任何变化；１１００℃氧化２０ｈ，表面形成了极少量的ＳｉＯ２，但两者均无增重，１２５０℃和１３２０℃氧化３０ｈ后，试样的重量和表面发生较明显的变化，形成了ＳｉＯ２与ａ－Ａｌ２Ｏ３；１３７０℃氧化试验３０ｈ后，陶瓷表面的氧化产物ＳＩＯ２与ａ－Ａｌ２     

无压烧结氮化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以MgO-Al₂O₃-SiO₂为烧结助剂,借助XRD、SEM、TEM、EDS、HRTEM等手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重探讨了材料制备工艺、力学性能和显微结构之间的关系,通过调整制备工艺改善材料微观结构以提高材料的力学性能.强化球磨混合的试样经1780℃无压烧结3h后,抗折强度高达1.06GPa,洛氏硬度92,显微硬度14.2GPa,断裂韧性6.6MPa·m^0.5.材料由长柱状β-Si₃N₄晶粒组成,晶粒具有较大的长径比,长柱晶的近圆晶粒尺寸0.3-0.8μm,长度3-6μm,长径比约7-10,显微结构均匀.     

微波烧结制备ZrO2-AlN复合陶瓷的微观结构与性能研究

氧化锆(ZrO₂)陶瓷具有出色的机械性能, 但其应用受到低热导率(Thermal Conductivity, TC)的限制。本研究设计并通过微波烧结制备了高热导率氧化锆-氮化铝(AlN)复合陶瓷, 优化制备条件后, 抑制了两种物质之间的反应, 获得了致密的复合陶瓷(相对密度>99%), 详细研究了该复合陶瓷的组织演变、热学性能和力学性能。研究结果表明, 随着AlN含量的增加, 复合陶瓷的室温下热导率、热扩散系数和热容增加, 分别达到41.3 W/(m·K)、15.2 mm²/s和0.6 J/(g·K)。这种具有高热导率和抗热震性的ZrO₂-AlN复合复合陶瓷在能源系统的高温热交换材料领域具有广阔的应用前景。     

挤出成型碳化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以羟丙基甲基纤维素（HPMC）作为有机塑化剂, 采用挤出成型工艺常压烧结制备碳化硅陶瓷管材, 系统研究了羟丙基甲基纤维素含量对陶瓷管材性能的影响以及不同温度制度下碳化硅陶瓷显微结构变化. 研究结果表明, 陶瓷管材坯体的平均径向抗外压强度随着HPMC含量的增加呈增加趋势, 当HPMC含量为7.5wt％时达462MPa; 2200℃保温1h烧结陶瓷管材的致密度随着HPMC含量的改变没有明显的变化. 采用两步烧结法得到的碳化硅管材体积密度从3.00g/cm³增加到3.07g/cm³, 平均径向抗外压强度达540MPa, 致密度可达95.9%. 抛光面经化学腐蚀后的显微结构表明碳化硅颗粒出现异常长大, 有部分板状晶粒出现.     

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．     

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－Ｙ２Ｏ３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Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２，常压烧结ＡｌＮ陶瓷的第二相为Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２和Ｃａ３Ｙ２Ｏ６；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．     

Li2O对SPS烧结AlN陶瓷致密化、显微结构和导热性的影响

研究了低温烧结助剂Li2O对SPS烧结AlN陶瓷烧结致密化过程、烧结体显微结构和导热性的影响.研究表明:在SPS烧结过程中,烧结助剂Li2O和Sm2O3(或Y2O3)的加入使AlN试样开始收缩并进入烧结初期阶段的温度从1550℃左右下降到1200℃以下;同时Li2O使AlN试样的烧结温度显著降低,完全致密化温度降低到1650℃左右.烧结体的显微结构表明:Li2O的加入有助于形成润湿性良好的液相,促进AlN陶瓷的液相烧结;但不利于快速烧结坯体中气体的扩散与逸出,使试样的致密度受到影响.同时,Li2O影响AlN晶粒的发育,使液相润湿性提高,晶界相均匀分布,增加了晶粒界面上的声子散射,对AlN材料的热导率产生不利影响.同时,添加1.0wt%Li2O和1.5wt%Sm2O3的AlN试样的热导率低于仅添加1.5wt%Sm2O3的试样.     

低温烧结AlN陶瓷的微结构和热导率

采用CaF2，Y2O3和Li2CO3做添加剂，在低温下制备了高热导率的AlN陶瓷，通过SEM，TEM和XRD研究了AlN陶瓷在烧结过程中微结构及晶格常数的变化及其对热导率的影响。研究发现，当使用CaF2-Y2O3做添加剂时，液相对晶粒浸润性较差。不利于AlN晶格的纯化。而添加Li2O-CaF2-Y2O3的AlN陶瓷在烧结温度之前已经完成了液相的重新分布，液相与AlN晶粒之间有较好的浸润性，这促进了AlN陶瓷的致密化和AlN晶格的纯化，有利于获得较高的热导率。