SiC—Al梯度功能材料（FGM）的制备

研究了ＳｉＣ料浆的稳定性和流变特性、ＳｉＣ粉末的填实过程，ＳｉＣ薄带和骨架的制备技术、ＳｉＣ的固相烧结和骨架密度的控制，以及压力浸渗等科学问题和工艺问题。采用新提出的技术路线，即以“浇带法”和（或）”料８浆浇注法“制备其组成和结构递变的Ｓdisplay status     

SiC-Al梯度功能材料(FGM)的制备

研究了ＳｉＣ料浆的稳定性和流变特性、ＳｉＣ粉末的填实过程、ＳｉＣ薄带和骨架的制备技术、ＳｉＣ的固相烧结和骨架密度的控制,以及压力浸渗等科学问题和工艺问题。采用新提出的技术路线,即以“浇带法”和（或）“料浆浇注法”制备其组成和结构递变的ＳｉＣ薄带和（或）料块;以无压烧结获得具有密度梯度的ＳｉＣ陶瓷骨架;以液体金属Ａｌ压力浸渗入具有密度梯度的ＳｉＣ骨架,成功地合成了ＳｉＣ－ Ａｌ陶瓷－ 金属梯度功能材料。     

浇带法制备具有密度梯度的SiC陶瓷骨架

通过对ＳｉＣ料浆稳定性和流变特性的控制条件，ＳｉＣ薄带的制备工艺，ＳｉＣ薄带烧结密度的影响因素等研究，采用配制ＳｉＣ料浆－浇带－剪切压制－无压力烧结工艺，制备出为理论密度５０－８５％的具有密度梯度的ＳｉＣ陶瓷骨架，进而制备其组分，结构和性能沿厚度方向呈阶梯变化的功能梯度材料的工艺路线成为可行。     

砂磨粉碎制备SiC超细粉体

砂磨粉碎是制备超细陶瓷粉体的有效途径之一,避免了传统球磨、酸洗工艺对环境的污染。本文采用砂磨粉碎工艺制备ＳｉＣ超细粉体,研究了砂磨粉碎制备过程中料浆固含量、球料比和砂６磨时间等工艺条件对粉体尺寸和尺寸分布的影响,在一定工艺条件下,将中位粒径为７．３ｕｍ的高纯ＳｉＣ粗粉砂磨粉碎１８ｈｒ,得到了中位粒径为０．４７ｕｍ、粉体尺寸分布范围窄、氧含量小于１．５ｗｔ％的超细ＳｉＣ粉体。     

浇带法制备具有密度梯度的SiC陶瓷骨架

通过对ＳｉＣ料浆稳定性和流变特性的控制条件、ＳｉＣ薄带的制备工艺、ＳｉＣ薄带烧结密度的影响因素等研究，采用配制ＳｉＣ料浆－浇带－剪切压制－无压力烧结工艺，制备出为理论密度５０－８５％的具有密度梯度的ＳｉＣ陶瓷骨架，使浇带法制备具有密度梯度的陶瓷骨架，进而制备其组分、结构和性能沿厚度方向呈阶梯变化的功能梯度材料的工艺路线成为可行。     

纳米碳管/羟基磷灰石复合材料的凝胶注模

采用凝胶浇注成型工艺制备了纳米碳管/ 羟基磷灰石复合材料坯体。研究了p H 值、分散剂、固相含量(纳米碳管和羟基磷灰石在料浆中的质量分数) 、分散工艺等因素对料浆和复合材料坯体性能的影响, 对坯体的力学性能进行了测试, 借助扫描电镜分析了坯体的微观组织。实验发现, 料浆的p H 值应控制在10～12 的范围内;聚甲基丙烯酸铵的浓度为0. 6 %时, 羟基磷灰石悬浮体流动性最好; 十二烷基磺酸钠的浓度在SDS/ CNTs = 1 %～2 %时, 纳米碳管/ 羟基磷灰石复相料浆的粘度最低; 采用球磨法制备的复相料浆固相含量达到55 % , 复合材料坯体的抗弯强度达到57. 403 MPa 。      

Ti及Ti-6Al-4V的水基凝胶注模成形研究

将凝胶注模工艺应用于金属Ti及Ti-6Al-4V合金粉末的坯体成形,研究了高固相含量的Ti粉和Ti-6Al-4V合金粉末的料浆的制备.结果表明,用凝胶注模工艺制备出了固相含量为54ψ%的钛合金粉末料浆和形状复杂的坯体;粉末的颗粒形状是影响料浆固相含量的重要因素,球形粉末配制成的浆料固相含量最高,近球形次之,片状最低;分散剂柠檬酸铵也可以显著提高浆料的固相含量.     

液相法制备碳—碳复合材料Si—W防氧化涂层中的晶粒长大

研究了液相法制备Ｃ／Ｃ复合材料的Ｓｉ－Ｗ涂层及其在氧化试验中晶粒长大的过程，实验结果表明：在涂层制备过程中，有液态Ｓｉ参与的Ｓｉ和Ｗ的液－固反应在生成ＷＳｉ２的同时，在液－固界面张力的作用下，ＷＳｉ２晶粒迅速靠近；在涂层氧化过程中，在ＷＳｉ２晶体界面能和液－固界面张力的联合作用下，ＷＳｉ２晶粒通过溶解－沉淀的方式发生异常生长，进一步的观察表明，涂层中的晶粒长大能提高涂层的防氧化性能。     

液相法制备联碳－碳复合材料Si－W防氧化涂层中的晶粒长大

研究了液相法制备Ｃ／Ｃ复合材料的Ｓｉ－Ｗ涂层及其在氧化试验中晶粒长大的过程实验结果表明：在涂层制备过程中，有液态Ｓｉ参与的Ｓｉ和Ｗ的液－固反应在生成ＷＳｉ２的同时，在被－固界面张力的作用下，ＷＳｉ２晶粒迅速靠近；在涂层氧化过程中，在ＷＳｉ２晶体界面能和液－固界面张力的联合作用下，ＷＳｉ２晶粒通过溶解－沉淀的方式发生异常长大．进一步的观察表明，涂层中的晶粒长大能提高涂层的防氧化性能．     

α-SiAlON/SiCnp复合材料在室温和高温下的显微结构与力学性能

本文采用机械混合Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，Ｄｙ２Ｏ３和纳米β－ＳｉＣ粉料，通过热压烧结，制备了１０ｗｔ％纳米ＳｉＣ颗粒增强α－ＳｉＡｌＯＮ复合材料。力学性能测试表明，在室温时复合材料的维氏硬度，压痕断裂韧性和三点弯曲强度比单相α－ＳｉＡｌＯＮ略高。但复合材料的三点弯曲强度可以保持到１０００℃，其值为这时单相α－ＳｉＡｌＯＮ的两倍。断口形貌表明复合材料的晶粒尺寸比单相α－ＳｉＡｌＯＮ的小，这两种材料的室温断裂方式均以穿晶断裂为主。研究表明，低粘度的玻璃相是造成单相α－ＳｉＡｌＯＮ高温性能下降的主要原因，而纳米ＳｉＣ的加入可以促使晶界相结晶，从而使复合材料的高温性能维持到较高的温度。     

分散剂对氮化硅浆料流变性的影响

本文研究了分散剂对氮化硅粉体的胶体特性,流变特性的影响,结果发现,Ｓｉ３Ｎ４（Ｓｔａｒｃｋ）粉料的等电点在ｐＨ＝４．２,粉料的最大Ｚｅｔａ电位在ｐＨ＝１１附近,分散剂的引入将使其等电点位移,其位移量与分散剂的用量有关,最佳分散剂用量在０．８－１．２ｗｔ％之间。该氮化硅浆料属非牛顿的依时性流体。     

有机分散介质中纳米SiC粉体稳定悬浊液的制备

纳米粉体的稳定分散是制备微观结构均匀、缺陷少的纳米复相陶瓷坯体的关键。本文中采用Zeta电位、粒度分析、SEM等测试技术分析了超声震荡和HF酸洗对SiC纳米粉体的影响;对比研究了乙醇、乙二醇以及75%乙醇和25%乙二醇混合液作为分散介质,聚乙二醇为分散剂时纳米SiC粉体在不同pH下的分散稳定性,确定了粉体最佳超声震荡的最佳时间;探讨了酸洗的作用;并在乙二醇中,以1%PEG为分散剂,pH=10条件下获得了纳米碳化硅粉体的高稳定分散悬浮液。     

有机包覆改性SiC粉体表面结构与性质的表征

本研究中的有机包覆改性SiC微粉通过硅烷偶联剂处理以及有机单体在其表面上的接枝聚合而获得。通过X-射线衍射分析改性前后粉体的主要物相成分;以粉体悬浮液离心清液的离子电导率和粉体胶粒的Zeta电位曲线来表征粉体表面的吸附离子浓度及表面电性;通过TEM、FTIR等测试手段表征粉体有机包覆层的形貌和化学组成结构。研究表明:以提高SiC粉体水基分散固含量为目的的有机包覆改性工艺在未改变粉体基本成分的基础上,有效降低了粉体表面吸附离子的浓度,提高了表面电荷;其完整的表面有机包覆层体现包覆物质的结构和性质,有效地掩蔽了SiC粉体原有的表面,使有机包覆改性成为SiC粉体水基分散性能提高的有效方法。     

ZrB2-SiC陶瓷的注浆成型与无压烧结

研究了以聚乙烯亚胺 (PEI) 为分散剂,ZrB₂粉体在水相中的分散性能. 结果显示ZrB₂的等电点在pH为5.7,加入PEI后的等电点移到pH为11.5. 以PEI为分散剂,在pH为8.0处制备了固含量达45vol%的ZrB₂-20vol%SiC陶瓷浆料. 采用注浆成型方法制备了相对密度为53%的ZrB₂-SiC陶瓷坯体,并对其进行了无压烧结,同时研究了硼粉为烧结助剂对其致密化及性能的影响. 结果表明：硼粉为烧结助剂,实现了ZrB₂-SiC陶瓷的完全致密化的同时,也降低了ZrB₂-SiC陶瓷的烧结温度,2100℃烧结3h后的陶瓷维氏硬度为(17.5±0.5)GPa,弯曲强度为(406±41)MPa,断裂韧性为(4.6±0.4)MPa·m^1/2.     

高固含量Y-TZP悬浮液的流变学特性

采用聚丙烯酸盐（ Ｎａ Ｐ Ａ Ａ、 Ｎ Ｈ_４ Ｐ Ａ Ａ） 作为分散剂, 制备了高固相含量（ ～５０ｖｏｌ％ ） 的 Ｙ Ｔ Ｚ Ｐ悬浮液研究了分散剂、粉体粒径和固含量对 Ｙ Ｔ Ｚ Ｐ 悬浮液流变学性能的影响结果表明： 分散剂的含量为１.８ｗｔ％ 时对悬浮液有最好的分散效果悬浮液的粘度随粒径的增加而降低, 高固含量浆料的流动曲线符合 Ｂｉｎｇｈａｍ 模型同时对分散剂的吸附分散机理进行了分析和讨论     

氧化铝悬浮液的分散行为及其影响因素研究

详细研究了氧化铝悬浮液的分散行为及固含量、pH值和聚丙烯酸(PAA)添加量对分散行为的影响。实验结果表明,固含量、pH值和PAA添加量对氧化铝悬浮液的分散行为有显著影响。粘度法及Zeta电位测试法所反映的悬浮液分散性随pH值和分散剂添加量的变化规律基本一致。当pH=9～10、分散剂添加量的质量分数为2.0%～2.5%时粘度最低、Zeta电位绝对值最大、分散效果最好。分散剂添加量存在最佳范围,且最佳范围不随固含量的变化而改变。随固含量的增加,粘度开始缓慢上升,到达一定程度后迅速增大。     

Preparation of highly concentrated aqueous hydroxyapatite suspensions for slip casting

This paper reports the preparation of highly concentrated aqueous hydroxyapatite (HA) suspensions for slip casting of dense bone implants. The dispersing behaviour of HA powders in aqueous media was monitored by viscosity and zeta potential analyses as a function of pH of the slurry. The rheological properties of concentrated aqueous hydroxyapatite suspensions have been characterized with varying pH, NH₄PAA concentration and solids loading. The intrinsic pH of the suspension was found suitable for slip casting. The optimum dispersant concentration is 0.75 wt.% for 75 wt.% solid loading. A stable suspension with 75 wt.% solid was suitable for slip casting with viscosity of 0.36 Pa s at 100 s⁻¹. Finally, crack-free and dense microstructures have been obtained successfully with a grain size of 2–5 μm.     

The preparation of LPS SiC-fibre-reinforced SiC ceramics using electrophoretic deposition

With the aim of determining the possibility of producing SiC-based ceramic-matrix composites using the electrophoretic deposition (EPD) technique, the effect of the composition of SiC-based suspensions on the deposition was studied. Ethanol suspensions of two different grades of SiC powders, with and without the addition of a sintering aid, were used for depositing on steel electrodes or on SiC-fibres. The pH of the suspensions, the solids loading and the particle size were shown to have a strong influence on the deposition process and on the properties of the fresh deposits. The overall results demonstrate that by using appropriate conditions for the EPD, a firm SiC-based deposit can be collected at the SiC-fibres and after suitable thermal treatment, a pore-free SiC-matrix, well adhered to the SiC fibres, can be achieved.     

Electrophoretic deposition of Al2O3-SiC composite

A ceramic composite with Al₂O₃ particles/SiC whiskers has been prepared by electrophoretic deposition in an isopropanol suspension. In the absence of a small amount of nitric acid (0.06–0.32 M), no deposition is observed. The amount of deposition increases with increasing applied voltage and solid loading, but decreases significantly with the amount of water present. The latter result is attributed to the fact that the colloidal stability of the suspension is degraded by water. Microstructural and compositional analyses show that the SiC whiskers are uniformly distributed in the green compact when the colloidally stable suspension is used during electrophoretic forming.     

Obtention of highly dispersed platelet-reinforced Al2O3 composites

The rheological behaviour of alumina/platelets (Al₂O₃ or SiC) suspensions has been established by measuring zeta potential versus pH and the relative viscosity as a function of pH, solids loading and platelets content. Highly homogeneous mixtures of alumina/platelets, with different platelets content (5, 8, 12 and 20 vol %), have been obtained by controlled flocculation at a pH value in the range 6–7. From these powders, very close to theoretical density ( 99% d _th) and slightly oriented platelet-reinforced alumina compacts have been obtained by hot pressing at temperatures ranging from 1500–1550 °C.