炉渣α-sialon粉的高温自蔓延燃烧合成及炉陶瓷性能的研究渣α-sialon

以高炉炉渣为原料，用高温自蔓延燃烧工艺合成了较为纯净的单相(Ca，Mg)α-sialon粉料(简称炉渣α-sialon粉)，并用无压和热压烧结工艺将炉渣α-sialon粉烧结成了炉渣α-sialon陶瓷，对炉渣α-sialon陶瓷的力学性能进行了检测，结果表明，炉渣α-sialon陶瓷有较好的力学性能，优良的抗冲刷性能和抗酸腐蚀性能。     

不同稀土掺杂α-sialon陶瓷的透光性

利用放电等离子烧结(SPS)及1700℃高温热处理7和17h,研究了组份为R_0.33Si_9.3Al_2.7O_1.7N_14.3(R=Gd,Y和Er)的α-sialon在4000～1500cm-1(2.5～6.6μm)范围的光学透过率。结果表明,经SPS烧结的样品不但达到致密化,且样品中α-sialon晶粒的尺寸分布均匀。在SPS样品中,以Y₂O₃掺杂α-sialon的透光性最好。样品厚度为0.5mm时最高透过率达到56％.热处理7h由于第二相的形成导致透过率下降,但合适的热处理条件能提高样品的透过率,例如Gd117的红外最高透过率从SPS后的47%提高到561%.     

升温速率对Y-α-sialon陶瓷致密化及微观结构的影响

根据Y-Si-Al-O-N相图设计Y2O3掺杂α-sialon陶瓷的组成,采用热压烧结方法在1900℃保温30min制备了设计成分为Y0.4Si9.8Al2.2O1.0N15的sia-lon陶瓷,研究了升温速率对陶瓷致密化过程、物相组成以及微观结构的影响规律。结果表明,所制备的陶瓷相组成均为α-sialon;不同升温速率陶瓷的致密化过程曲线变化趋势相同,但随升温速率增大向高温区平移,收缩的起止温度和峰值收缩速率均随升温速率增大而增大;快速升温有利于提高晶核密度,抑制柱状晶发育,柱状晶的尺寸和长径比随升温速率增大而减小。     

Y-α/β-sialon的气压烧结

研究了Ｓｉ３Ｎ４粉末粒度分析发现相组成,ＡｌＮ粉末的粒度及分阶段烧工艺对气压烧结α／βｓｉａｌｏｎ的致密化,产物相组成和力学性能的影响,采用三阶段保温烧结（１７００℃,１ｈ,１８００℃,１ｈ及１９５０℃,１５ｈ）减少了Ｓｉ３Ｎ４与液相在高温反应促进了材料致密,适当的烧结工艺下及用适当的埋粉,细ＡｌＮ原料有利于材料致密。细Ｓｉ３Ｎ４原料（０．３μｍ）中氧杂质增加导致复合材料中α－ｓｉａｌｏｎｓ相减少     

不同α—SiC粉料液相烧结特性的研究

比较α－ＳｉＣ进口粉料和国产粉料的粉料成分、粒度、显微结构,以及以Ａｌ２Ｏ３－Ｙ２Ｏ３烧结助剂液相烧结ＳｉＣ的力学性能,分析两者之间的差异。结果表明,进口粉在纯度、粒度和显微结构方面均优于国产粉,从而使其在烧结性能、力学性能的方面明显好于国产粉料,通过讨论其中的主要区别,提出了改善国产ＳｉＣ粉料的性能的一些措施。     

TiN／O′-sialon复相陶瓷的常温导电性能研究

对原位TiN／O′-sialon纳米复相陶瓷（NTS）和采用“二步法”制备的TiN／O′-sialon复相陶瓷（TS）的常温导电性能进行了对比研究，并对材料TS进行了放电加工。研究结果表明，初始原料中20％（质量分数）和25％（质量分数）左右的TiO2加入量是决定材料NTS和TS中TiN能否形成导电网络的最低TiO2加入量，该导电临界值同基相O′-sialon与导电相TiN的颗粒尺寸比有关，此时相应材料的电阻率为1.6×10^-2和1.8×10^-2Ω·cm，满足放电加工的需要。烧结温度升高，两种材料的电阻率略有降低。随放电加工速度的增加，材料TS加工表面粗糙度明显增加。     

原位反应烧结法制备SiC多孔木材陶瓷

以香杉木粉、硅粉和环氧树脂为原料,先低温制成木材陶瓷,然后利用高温原位反应烧结工艺制成了具有原木微观结构的SiC多孔木材陶瓷。TGA研究了木粉和环氧树脂的热分解行为,用XRD和SEM研究SiC多孔木材陶瓷的物相组成和微观结构,用阿基米德法测定SiC多孔木材陶瓷的显气孔率,系统研究了烧结温度和成分配比对SiC多孔木材陶瓷的摩擦学性能的影响。结果显示：SiC多孔木材陶瓷具有类似于原始木材的微观管胞结构;显气孔率随着烧结温度的升高而降低,但随着Si含量的升高而升高;在1600℃下制备的SiC多孔木材陶瓷具有良好的摩擦学性能,后期析出的碳颗粒可以有效降低磨损量。     

碳纤维布增强酚醛/碳化硅烧结合金的研究

为改善碳/碳复合材料的高温抗氧化性能,在碳布/液体酚醛中引入超细碳化硅(α-SiC)粉进行复合,并在高纯氮气保护下高温烧结,初步制成了碳布增强SiC/C共烧结合金材料。热分析表明,该新型材料在900℃高温下的热失重率比常规的碳/碳复合材料降低数十倍,经浸渍处理并高温烧结,烧结合金的密度、力学性能及高温抗氧化性能均有显着提高。本文较系统地考察了原料配比,成型工艺及浸渍处理对烧结合金亚微形态及宏观性能的影响规律。     

改性溶胶-凝胶法制备α-Al2O3/YSZ复合陶瓷涂层及性能的探讨

为了改善抗高温复合陶瓷涂层的抗氧化性能,提高其使用寿命,将氧化钇-氧化铝溶胶复合亚微米级YSZ(YSZ为5%Y2O3部分稳定的ZrO2)与纳米α-Al2O3粉体制备成料浆,涂覆于MCrAlY合金基体表面,经过热压7滤、压滤微波烧结技术形成α-Al22O3/YSZ复合陶瓷涂层.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(F...     

Si3N4/hBN复相陶瓷的研究现状及进展

Si3N4/hBN复相陶瓷凭借优良的综合力学性能,逐渐成为人们研究的热点。从制备工艺和性能出发阐述了国内外Si3N4/hBN复相陶瓷的研究现状,分析了各种制备方法的优缺点以及hBN含量对Si3N4/hBN复相陶瓷的可加工性能、力学性能、介电性能、摩擦学性能的影响,并指出简化工艺、降低烧结温度、hBN含量与性能定量表征等可能是今后的发展方向。     

Y_2O_3和TiO_2烧结剂对制备β-Sialon陶瓷烧结性能的影响

以金属Al粉、单质Si粉、α-Al_2O_3微粉为主要原料,高温氮化反应制备β-Sialon陶瓷。通过在反应物中分别添加不同含量的Y_2O_3和TiO_2烧结剂,研究分析和对比了Y~(3+)和Ti~(4+)对β-Sialon陶瓷晶相组成、晶格常数、微观结构及烧结性能的影响。采用SEM及EDS对试样的微观形貌进行观察与分析,利用X'Pert Plus软件分析晶相的晶格常数,采用半定量法计算试样晶相组成。结果表明:Y_2O_3和TiO_2可显著降低高温氮化法制备β-Sialon陶瓷试样中β-Sialon相的生成温度。伴随着Y_2O_3和TiO_2的引入,Al_2O_3在Si3N4中的固溶度提高,β-Sialon晶相的生成量增加,晶格常数和晶胞体积增大,烧结性能得到改善。综合对比分析,Y_2O_3和TiO_2均对制备β-Sialon陶瓷具有良好的促烧结作用,用成本较低的TiO_2代替传统的稀土氧化物作为助烧结剂无压烧结制备β-Sialon陶瓷是可行的。     

以Al-B-C为烧结助剂的SiC陶瓷热压烧结工艺

以SiC超细粉末为原料,Al粉、B粉和碳黑为烧结助剂,采用热压烧结工艺制备了SiC陶瓷,重点研究了烧结助剂含量(4～13 wt％)对SiC陶瓷物相组成、致密度、断面结构及力学性能的影响.除SiC主晶相外,X射线衍射图还显示了Al8B4C7相的存在;当烧结助剂的含量从4 wt％增至13 wt％时,扫描电镜照片显示陶瓷断面形貌从疏松结构变成致密结构,存在晶粒拔出现象;陶瓷力学性能随着烧结助剂含量的增加先升高后降低.当烧结助剂含量为10 wt％时,SiC陶瓷的力学性能达到最高,抗弯强度为518.1 MPa,断裂韧性为4.98 MPa·m1/2.Al、B和C烧结助剂在1850℃烧结温度下形成的Al8B4C7液相促进晶粒间的重排和传质,并填充晶粒间的气孔,提高了陶瓷致密度.     

共晶盐/陶瓷复合相变材料的制备和性能研究

选取NaCl-MgCl2共晶盐为相变材料(PCM),α-Al2 O3为封装材料,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了6种不同质量比的NaCl-MgCl2共晶盐/α-Al2 O3陶瓷中高温复合相变材料(CPCM).借助SEM、EPMA、XRD、TG-DSC和高温激光热导仪等测试方法,分析了CPCM的微观结构和热力学性能...     

8YSZ陶瓷成型与烧结工艺的优化

为了改善8YSZ陶瓷的力学性能,以8YSZ双粒度粉体为研究对象,对其进行干压成型、无压烧结实验。对成型压力、保压时间及黏结剂用量等成型工艺参数进行了优化;利用正交实验对烧结方案进行了设计,讨论了烧结温度、升温速率、保温时间、烧结方式等烧结工艺参数对8YSZ陶瓷烧结性能和力学性能的影响,并优化出其烧结工艺参数。结果表明:选取PVA加入量10%(质量分数)、成型压力10MPa、保压时间30s的成型工艺参数,可压制出相对密度为54.9%的陶瓷坯体;选取烧结温度1500℃,保温时间4h,升温速率5℃/min,烧结方式裸烧的烧结工艺参数,可制备出相对密度为98.3%,抗弯强度为100.3MPa的8YSZ陶瓷。     

反应烧结Si3N4透波陶瓷的制备与能研究

以国产Si粉和Si3N4粉为原料,添加适量的Y2O3和Al2O3烧结助剂,经凝胶注模成型后,在流动的高纯氮气氛中,采用反应烧结工艺制备出结构均匀、性能良好的Si3N4透波陶瓷,并深入研究了组分配方和烧结工艺对硅粉氮化率及材料的力学性能与介电性能的影响.研究结果表明:提高烧结温度能明显改善硅粉的氮化程度,当烧结温度超过1450℃、保温4h以上时,硅粉可完全氮化;起始原料中Si3N4含量为65％时,样品的介电性能最好,其介电常数为4.8,损耗角正切值为0.78×10-2;起始原料中Si3N4含量为35％时,样品的力学性能最好,其抗弯强度为129.5MPa.     

纳米Ni粉对WC-8Ni硬质合金性能的影响

将WC-8Ni硬质合金中的粘结剂用不同比例的纳米镍Ni粉替代,采用常规硬质合金的工艺制备出合金试样,测试其物理力学性能,研究不同比例的纳米Ni粉及不同的烧结温度对合金性能的影响.结果表明,在适当比例的纳米镍粉及烧结温度下,合金的性能得到很大的提高.     

自蔓延高温合成氮化硅多孔陶瓷的研究进展

多孔氮化硅陶瓷兼具有高气孔率和陶瓷的优异性能, 在吸声减震、过滤等领域具有非常广泛的应用。然而, 目前常规的制备方法如气压/常压烧结、反应烧结-重烧结以及碳热还原烧结存在烧结时间长、能耗高、设备要求高等不足, 导致多孔Si₃N₄陶瓷的制备成本居高不下。因此, 探索新的快速、低成本的制备方法具有重要意义。近年来, 采用自蔓延高温合成法直接制备多孔氮化硅陶瓷展现出巨大潜力, 其可以利用Si粉氮化的剧烈放热同时完成多孔氮化硅陶瓷的烧结。本文综述了自蔓延反应的引发以及所制备多孔氮化硅陶瓷的微观形貌、力学性能和可靠性。通过组分设计和工艺优化, 可以制备得到氮化完全、晶粒发育良好、力学性能与可靠性优异的多孔氮化硅陶瓷。此外还综述了自蔓延合成多孔Si₃N₄陶瓷晶界相性质与高温力学性能之间的关系, 最后展望了自蔓延高温合成多孔Si₃N₄陶瓷的发展方向。     

烧结助剂种类对Si_3N_4/SiC陶瓷力学与摩擦性能的影响（英文）

分别以Y2O3-Al2O3(YA)和Y2O3-MgO(YM)为烧结助剂,采用气压烧结工艺制备了Si3N4/SiC陶瓷,研究了两种不同的烧结助剂对陶瓷的力学和摩擦性能的影响。研究结果表明:添加不同种类的烧结助剂对制备陶瓷的相对密度、抗弯强度、断裂韧性、硬度、摩擦系数和磨损率影响很大;与添加烧结助剂YM相比较,添加烧结助剂YA的Si3N4/SiC陶瓷在烧结过程中表现出了更好的烧结性能,得到的陶瓷样品最终显示了更好的力学和摩擦性能,尤其是SiC添加量为20wt%的Si3N4/SiC陶瓷。这主要归因于烧结助剂YA的添加使Si3N4/SiC陶瓷呈现出了更高的相对密度,获得的晶粒长径比更小。     

凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷的制备及性能

为了资源化利用油菜秸秆等废弃物, 以油菜秸秆和凹凸棒石为原料, 以酚醛树脂为黏结剂, 通过复合、 热压、 烧结等工艺过程制备了凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷。对不同原料质量配比和烧结温度下制备的复合材料进行性能测试。结果表明, 采用该工艺制备凹凸棒石/油菜秸秆木质陶瓷是可行的, 原料的选择、 质量配比、 烧结温度等参数对材料制备过程及性能均有较大的影响。油菜秸秆与凹凸棒石质量配比为1∶2时复合材料的力学性能较好, 烧结温度在600~700 ℃时, 残炭率最高; 在600~800 ℃范围内, 抗弯强度的提高达到最佳; 在800 ℃时, 导电性能得到改善。     

Al2O3透明陶瓷显微结构的研究

采用高纯Al2O3(＞99.9%)粉末为原料,用无压烧结工艺制备Al2O3透明陶瓷.研究了添加剂Y2O3、烧结温度、保温时间等对Al2O3透明陶瓷显微结构和光学性能的影响.实验结果表明,适量的Y2O3能够抑制Al2O3晶粒的生长,改善烧结性能,但添加量过多会使Al2O3陶瓷气孔略有增加.在1800℃烧结的样品密度接近理论密度,具有较好的光学性能.延长保温时间能够使晶粒长大的同时有效排除晶界处少量气孔.