Al_2O_3—Zr O_2—MgO—长石系统高硬陶瓷材料的研究

本文对 Al_2O_3—Zr O_2—Mgo—长石系统的高硬陶瓷材料的初步研究,在 Al_2 O_3含量低于90%的高铝陶瓷材料中引入高弹性 Zr O_2、稳定剂 Mgo 和少量熔剂长石,用正交试验法进行了系列试验。优选出了最佳高铝陶材料配方,在1580℃～1590℃温度下烧结,获得了吸水率小于0.5%HRc 硬度为72～94的高硬陶瓷材料。     

烧结助剂对氧化铝陶瓷低温烧结的影响

氧化铝(Al_2O_3)陶瓷烧结温度较高,通过添加烧结助剂可以实现Al_2O_3陶瓷的低温烧结。对比分析了不同含量的CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO复合烧结助剂在不同的烧结温度下对Al_2O_3烧结性能的影响,得到了烧结助剂含量和烧结温度对Al_2O_3陶瓷体积收缩率、体积密度以及内部显微结构的影响规律。实验分析表明,在1 350℃的烧结温度下,添加4%(质量分数) CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO的烧结助剂,Al_2O_3陶瓷分别能获得高达3. 67 g/mm~3和3. 76 g/mm~3的体积密度,并且在扫描电子显微镜下观察到良好的显微结构。     

氧化铝—碳化物系组合陶瓷刀具材料的研究

本文主要论述Al_2O_3—(W,Ti)C系组合陶瓷和Al_2O_3—TiC—MoNi系金属陶瓷的结合原理、原材料与混合粉末的制取、热压技术的理论和方法、热压条件对陶瓷机械—物理性能和切削性能的影响。通过扫描电镜与X线衍射分析以及微区分析,论证骨架组织的形成及其结合的可靠性。采用本文所述的组成和方法,可以获得高强度和高硬度的陶瓷刀具材料。     

第二相ZrO2及WC对Al2O3陶瓷强韧性的影响

经热压烧结制备Al_2O_3-WC-ZrO_2和Al_2O_3-WC两种复合材料,借助三点弯曲、单边切口梁（SENB）等力学方法和SEM组织观察,对比研究了该材料的强韧性。结果表明:第二相WC、ZrO_2弥散分布于Al_2O_3中可明显改善复合材料的强韧性;Al_2O_3-WC-ZrO_2和Al_2O_3-WC陶瓷材料的强度分别为820MPa和510MPa,韧性分别为8.1MPa·m~（1/2）和5.1MPa·m~（1/2）,特别是ZrO_2的t→m相变使材料的强韧性提高。     

提高氢氟酸法分析精度的探讨

用传统的氢氟酸溶渣称重法分析 Al_2O_3—SiO_2陶瓷材料中玻璃相含量时,由于试样中的莫来石在氢氟酸中有部分溶解而呈现出较大的分析误差。本文提出一种对传统的氢氟酸法进行修正的方法,可以消除由于莫来石溶解所导致的分析误差,显著提高分析精度。用玻璃相数量为已知的标准样品,对 X 射线衍射分析法、传统氢氟酸法和修正氢氟酸法的分析精度进行了比较,结果表明,修正氢氟酸法的分析精度明显高于 X 射线衍射分析法和传统氢氟酸法。文中以分析 Al_2O_3—SiO_2系陶瓷型壳中玻璃相的数量和成分为例,介绍了修正氢氟酸法的应用。     

TiO2/Al2O3薄膜对金刚石表面改性研究

采用溶胶涂膜工艺在金刚石表面涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜,并通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、红外光谱仪、掠入式X射线衍射仪、接触角测定仪、Zeta电位分析仪及陶瓷高温物相仪等,对涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜前后的金刚石表面形貌及其性能进行了测定与分析。测定结果表明:选用溶胶涂膜工艺,可以在金刚石表面涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜,两者界面间以C—O—Ti和Ti—O—Al化学键结合;TiO_2/Al_2O_3薄膜的晶型结构主要为锐钛矿、金红石相、γ-Al_2O_3和Al_2TiO_5等物质;涂覆TiO_2/Al_2O_3薄膜后,能有效改善金刚石的表面亲水性能及陶瓷的高温润湿性能。     

Fe离子注入Al_2O_3陶瓷改变其表面电阻率的研究

本文研究了Fe离子注入Al_2O_3陶瓷的注入射程、纵向浓度分布和注入层结构,测定了注入层中的载流子浓度和迁移率,讨论了Al_2O_3陶瓷注入Fe离子其表面层的导电机理。其结论是:注入的Fe~(2-)离子进入Al_2O_3晶格,替代了Al~(3-)离子形成替位杂质。这样注入离子与原有晶格比较呈现一个有效负电荷,形成负电中心。它可以把一个空穴束缚在它的周围,在禁带引入受主能级。     

搅拌摩擦加工制备Al_2O_3增强铝基复合材料的均匀性研究

采用搅拌摩擦加工技术(FSP)制备Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料,主要研究加工道次和开孔位置对复合材料组织和Al_2O_3颗粒均匀性的影响。结果表明,剧烈的塑性变形使ZL101粗大的α-Al枝晶和共晶Si被打碎,Si呈颗粒状均匀的分布在铝基体上。增加加工道次使铝合金基体组织显著细化,同时改善了Al_2O_3颗粒在复合材料中的均匀性。开孔位置(前进侧、中间、后退侧)影响铝合金随搅拌头的迁移流动方式,会导致Al_2O_3颗粒分散均匀性存在差异。经3道搅拌摩擦加工后,Al_2O_3增强颗粒在铝合金基体中分散较均匀,且与基体结合紧密。     

熔盐法制备Al_2O_3粒子增强铝基复合材料的工艺研究

用碱性熔盐作为载体将Al_2O_3粒子较均匀地添加到铝合金熔体中是获得Al_2O_3粒子增强铝基复合材料的新方法。本文对比了熔盐种类、配比、加入方法及Al_2O_3粒子大小对其在铝基体中分布均匀性的影响,测定了Al_2O_3粒子强化铝基铸选复合材料的机械性能。     

ZrO_2纳米粉对Al-Si合金微弧氧化陶瓷层组织和性能的影响

为提高铝硅合金在高温环境下的服役寿命,文中通过微弧氧化技术在硅酸盐体系电解液中于Al-Si合金表面制备ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分别对陶瓷层进行了表面、截面形貌以及物相组成分析。利用涡流测厚仪测量不同ZrO_2加入量的膜厚,分析ZrO_2-Al_2O_3体系陶瓷层的生长速率,通过自制隔热装置对陶瓷层进行隔热性能测试。研究结果表明:Al_2O_3陶瓷层表面由许多胞状熔融物烧结而成,粗糙度较大,并分布着孔洞较大的放电通道,膜厚约10μm;ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层表面除了胞状熔融物还有细小的颗粒,粗糙度较小,且陶瓷层更加致密,膜层厚度达到25μm。两种体系陶瓷层均形成了Al_2O_3及SiO2相,且在15°～50°范围内出现"馒头包"现象,说明陶瓷层中有非晶成分,但ZrO_2-Al_2O_3陶瓷层中衍射峰"馒头包"的现象更为严重,非晶成分含量更高,说明在微弧氧化过程中ZrO_2纳米粉的加入有利于亚稳相γ?Al_2O_3的形成。陶瓷层生长速度研究结果表明,电解液中ZrO_2的浓度越大,陶瓷层厚度越厚,生长速度先增大后减小。隔热性能测试结果显示,随ZrO_2含量的增多,陶瓷层的隔热温度升高,ZrO_2的加入对涂层的隔热起到增强的作用。     

陶瓷基复合材料(Fe3Al/Al2O3)设计专家系统原型的研究与实现

本文简要介绍了材料设计的意义和Fe3Al／Al2O3陶瓷复合材料的性能特点，重点阐述了Fe3Al/Al2O3陶瓷复合材料设计专家系统的组成及实现。     

AlTiC增韧补强氧化铝基陶瓷材料磨擦磨损性能

采用热压烧结方法制备了氧化铝/碳化钛复合陶瓷,对材料的摩擦因数和磨损率进行测量,研究了AlTiC中间合金增韧补强氧化铝陶瓷摩擦磨损行为与机制.探讨了氧化铝基精密结构陶瓷的摩擦磨损特性以及力学性能和微观结构对摩擦磨损特性的影响.结果表明,在室温和干摩擦条件下,滑动摩擦因数随法向载荷和转速的增加有下降趋势.室温下新型氧化铝基复相陶瓷材料的磨损机制以微观切削为主.     

超细ATC陶瓷制备及其干滑动磨损研究

为提高陶瓷刀具材料的耐磨性能和断裂韧性，制备新型超细Al2O3-TiC-8%Co（ATC）陶瓷样品.采用低温化学镀方法对亚微米级Al2O3和TiC粉末表面进行金属钴包覆，热压烧结复合粉体制备该ATC样品.在销盘式磨损试验机上对ATC陶瓷的耐磨性能进行考察，采用SEM对ATC陶瓷的磨损形貌进行分析.结果表明，干滑动摩擦条件下，断裂韧性对陶瓷材料耐磨性能的影响非常明显.各摩擦副磨损过程中，随磨损时间延长ATC陶瓷样品表面微细突起脱落，磨损面趋于平滑，相对磨损率降低.金属钴的独特复合方式抑制了烧结过程中晶粒长大,并增大ATC陶瓷的断裂韧性和耐磨性能.     

Preliminary Study on Combining K_2O-Al_2O_3-SiO_2 System Dental Glass Ceramic with Al_2O_3 Ceramic

Relationship between K_2O-Al_2O_3-SiO_2 system dental glass ceramics and Al_2O_3 ceramics was investigated. 4 groups of glass ceramic with the same components but different thickness(0.8, 1.2, 1.6, and 2.0 mm) were sintered on Al_2O_3 base ceramics according to the same thermal treatment system of leucite micro-crystallization reported in previous literatures. The products of each group were analyzed by polarizing microscope, X-ray diffractometer, and an INSTRON material testing machine. Under the thermal treatment system, leucite crystals were formed in samples of each group, and dispersed evenly. Meanwhile, the compressive strengths of group 3 and group 4 were higher than those of group 1 and group 2. Samples of group 3 showed better mechanical properties than others. The conclusions are drawn that Leucite crystals can be controlled in K_2O-Al_2O_3-SiO_2 system glass ceramic-Al_2O_3 ceramic composite material, and the thickness of glass ceramic has a notable influence on the compressive strength of this ceramic composite material.     

碳/碳复合材料防氧化涂层研究新进展

介绍了最近几年我们制备的几种高性能的碳／碳复合材料的氧化保护涂层的结构和高温氧化行为，表明采用包埋和渗透法制备的Si—MoSi2、SiC—MoSi2、Al2O3-莫来石-SiC—Al4SiC4以及Al2O3-莫来石-SiC涂层不仅具有很好的抗热震性能，而且能够将碳／碳复合材料的高温氧化保护温度提高到1973K;此外还介绍了一些涂层的失效机理。     

湿法磷酸中的杂质对氨化料浆粘度的影响

本文用二次回归正交组合设计法,就湿法磷酸中的Fe_2O_3、Al_2O_3、MgO和F等杂质对氨化料浆粘度的影响进行了研究。得出了描述磷酸中的杂质对氨化料浆粘度影响的数学模型。利用该模型可预测任一含杂质磷酸氨化料浆的粘度,它在评价该酸是否适于用“料浆浓缩法”生产磷铵时,具有重要参考价值。     

氧化铝髋关节股骨头假体的机加工实验研究

采用高纯超细 Al2 O3粉 ,添加剂选用 Mg O(Mg(NO3) 2 · 6 H2 O)、Zr O2 (Zr OCl2 · 8H2 O )、Y2 O3按沉淀包裹工艺合成 Al2 O3材料 ,应用合成的 Al2 O3材料制备髋关节股骨头假体 ,研究了车床车削和烧成后股骨头假体的抛光及修正与股骨柄的配合尺寸等加工工艺。结果表明 ,通过数控车床车削、Si C超细粉和金刚石研磨膏分级抛光并用特制工具修正其尺寸 ,可以得到具有一定表面光洁度并与股骨柄配合良好的 Al2 O3陶瓷髋关节股骨头假体。     

造孔剂对多孔Al2O3陶瓷性能的影响

采用干压成型法制备了多孔Al2O3陶瓷,对造孔剂种类、用量以及添加剂对多孔陶瓷性能的影响进行了研究.实验结果表明不同造孔剂对气孔率的影响不同,随着造孔剂加入量的增加,气孔率增大,但试样抗折强度呈下降趋势.在Al2O3基体中加入质量分数为5%～15%的ZrO2时,基体的抗折强度增强,并可以保持30%以上的气孔率.     

氧化铝颗粒增强铜基复合材料线切割加工研究

采用粉末冶金方法制备了Al2O3/CU复合材料.研究了电参数对复合材料线切割加工速度和表面粗糙度的影响;用扫描电镜分析了复合材料线切割加工表面的SEM形貌.结果表明:选用较大的峰值电流和较短的脉冲宽度,可对复合材料进行较理想的电火花线切割加工;复合材料加工表面是由相互重叠的放电凹坑和凸缘组成,表面粘附有基体金属的球形熔滴和Al2O3颗粒.     

(Fe-Al)/Al_2O_3复合纳米粉体的机械球磨特性

采用机械球磨的方法制备(Fe Al)/Al2O3复合纳米粉体,通过对粉体的X衍射分析研究其机械球磨特性.结果表明:Al2O3阻碍球磨过程中的Fe、Al合金化,有利于粉末的纳米化和机械活化,并大幅提高出粉率.这对机械活化烧结FeAl基Al2O3弥散型块体复合纳米材料,提高机械球磨效率具有重要意义.