添加纳米铝制备柱状晶结构Al2O3陶瓷

以Al(NO3)3·9H2O、氨水和纳米铝粉为原料,采用液相沉淀包裹法和常压烧结制备出柱状晶结构Al2O3/Al陶瓷材料.利用X射线衍射、透射电镜、热重-差示扫描量热法和Zeta电位仪分析了复合粉体的成分、形貌和性能特征;利用扫描电镜分析了Al2O3/Al复合陶瓷的微观结构.结果表明:pH值调整到6左右有利于获得细柱状结构的前驱体Al(OH)3凝胶.添加纳米Al籽晶可以降低Al2O3的相转变温度,同时,添加的纳米Al粉高温熔化后对柱状晶的形成起促进作用,经1 500℃烧结后Al2O3/Al复合陶瓷的中柱状晶直径为1μm,长径比为5～8,柱状晶比例约为80%左右.     

纳米BN包覆的Al2O3复合粉的制备及其烧结性能研究

以尿素和硼酸为氮化硼源，利用氢气还原法在亚微米级氧化铝粉末表面均匀包覆一层纳米级BN，包裹层的厚度可通过BN含量来调节。当氮气压力为0.52-0.53MPa时，复合粉经1400℃至1600℃热处理，中间产物Al-O-B分解得到BN，同时BN由t(turbostratic)相转变为h(hexagonal)相。1500℃处理可得到包裹紧密的h-BN-Al2O3纳米复合粉。以氮经硅为烧结助剂，30％BN－Al2O3(in volume)复合粉在1700热压烧结即可得到几乎完全致密化的纳米复相陶瓷，表观气孔率接近于零。材料的抗弯强度为446MPa，可用硬质合金钻头轻易钻孔。     

热压温度和时间对Fe_3Al/Al_2O_3纳米复相陶瓷结构和性能的影响

以自制的纳米晶Fe3Al(有序DO3结构)为增强相,纳米粉Al2O3为基体相,采用热压烧结制备了Fe3Al/Al2O3纳米复相陶瓷,研究了热压温度和时间对复相陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:复相陶瓷的相组成为Fe3Al和Al2O3。热压温度为1400℃时,部分晶粒尺寸从0.5μm增大到1μm,板片状Al2O3晶粒消失;热压时间为60min时,晶粒尺寸趋于一致,为1μm左右,呈现出较致密的准球形堆积状态。随着热压温度的升高或热压时间的延长,复相陶瓷的相对密度、Vickers硬度和断裂韧性均有不同程度的提高,最大值分别为93.31%,975MPa和8.30MPa·m1/2。对显微硬度压痕裂纹进行扫描电镜观察和分析表明:材料断裂韧性的提高,是通过对裂纹的偏转和吸收、超细晶韧化和Fe3Al的补强和增韧等方式进行的。     

制备工艺对氧化铝包裹铝复合材料性能的影响

采用非匀相沉淀法和常压烧结的方法制备出了Al2O3包裹Al复合陶瓷。研究了起始Al(NO3)3浓度、氨水滴定速度、反应体系pH值以及煅烧温度等工艺条件对包裹粉体性能的影响，同时对Al2O3／Al复合陶瓷的微观结构和性能进行了研究。结果表明，Al(NO3)3溶液浓度控制在0．2mol／L，滴定速度为25ml／min，反应体系pH值为8-9时可以获得团聚少、分散性好的re(OH)3包裹Al粉体，α-Al2O3的转变温度降至1000℃左右。Al2O3／Al复合陶瓷结构致密，包裹层中的Al2O3为500nm左右．复合材料的断裂韧性有显著提高。     

Al2TiO5／ZrO2纳米复相陶瓷的制备及性能研究

以氧氯化锆((ZrOCl2·8H2O)、硫酸铝(Al2(SO4)3·18H2O)、硫酸氧钛(TiOSO4·2H2O)为初始原料,以氨水为沉淀剂,将液相共沉淀法得到的Al2TiO5/ZrO2纳米复合粉体前驱体,经1000℃焙烧2h,制备了ZrO2含量(w)为2%、5%、8%的Al2TiO5/ZrO2纳米复合粉体;复合粉体经造粒后以100Mpa压力成型试样,试样尺寸为53mm×10mm×10mm,经1350、1400、1450、1500℃2h制备了Al2TiO5/ZrO2(缩写AT/Z)纳米复相陶瓷试样。研究了ZrO2含量、烧结温度对试样的烧结性能、热膨胀性能、抗热震性能的影响,并借助XRD、SEM分析了试样的物相组成、显微结构。结果表明:随着ZrO2含量的增加和烧结温度的提高,试样的显气孔率减小,抗弯强度增大。烧结温度为1500℃、ZrO2含量(w)为5%的ATZ-54试样,抗弯强度最大,为103.2MPa;在1250℃的热膨胀率仅为0.08%,其热膨胀系数α约为0.65×10-6℃-1;AT/Z纳米复相陶瓷试样具有细晶镶嵌结构;从室温到1100℃急冷急热冲击31次后,试样表面仍保持完整,抗热震性能明显高于其他...     

热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷

将金属Al,Al3Ti和TiB2以AlTiB中间合金的形式引入Al2O3基体材料中,利用热压法制备Al2O3/TiB2/AlN/TiN复合陶瓷.探讨了复合陶瓷致密化程度与AlTiB体积含量之间的关系.复合陶瓷在烧结过程中属过渡液相烧结.烧结过程中Al,Ti和N2(保护气氛)通过化学反应生成新相AIN和TiN.对热压烧结后材料的硬度、断裂韧性和抗弯强度进行了测试和分析.分析了复合陶瓷的力学性能随AlTiB体积含量变化的规律.比较了复合陶瓷1500℃和1600℃的相对密度及力学性能.探讨了复合陶瓷断面断裂方式的变化对其力学性能的影响,并分析了AlTiB中间合金的细化特性.     

机械法制备超细氧化铝粉体及其在ZTA陶瓷上的应用

采用机械研磨不同时间制备不同粒级的氧化铝(Al2O3)超细粉体,将该超细粉体应用于制备氧化铝一氧化锆(Al2O3-ZrO2,ZTA)复相陶瓷,研究了该超细粉体对ZTA复相陶瓷性能的影响.用氦气吸附法测萤Al2O3粉体的比表面积.用X射线透射沉降粒度仪、电超声粒度仪测定Al2O3粉体的粒径.研磨实验结果表明:微米级氧化铝原料经研磨可得到亚微米和纳米粒级产品,其中纳米Al2O3粉体平均粒径为70nm,比表面积大于115m2/g,X射线衍射表明:Al2O3晶形未发生变化,随着研磨时间的增加,Al2O3结晶度会降低、各晶面受到不同程度的破坏、晶相仍然是α相.将研磨制备的Al2O3超细粉体与15%(质量分数)的ZrO2复合并在不同温度F烧结ZTA陶瓷.经测试,ZTA在1 550℃烧结后,其体积密度最高可达到99%以上,抗弯强度最高可达到720 MPa,断裂韧性最高可达到6.86 MPa·m1/2,其机械性能优于用化学法制备的氧化铝超细粉体与15%质量分数)的ZrO2复合的ZTA陶瓷.     

AlN-Re2O3液相烧结碳化硅

采用非氧化物AlN和Re2O3作为复合烧结助剂(Re2O3-La2O3与Y2O3)进行碳化硅液相烧结得到了致密的烧结体.烧结助剂占原料粉体总质量的20%,其中:AIN与(La0.5Y0.5)2O3的摩尔比为2:1,在30MPa压力下,1850℃保温0.5h热压烧结的碳化硅陶瓷,抗弯强度>800MPa,断裂韧性>8MPa·m1/2,明显高于同组分1 950℃无压烧结0.5h的碳化硅陶瓷的抗弯强度(433.7MPa)和断裂韧性(4.8MPam·m1/2.热压烧结的陶瓷晶粒呈单向生长,断裂模式为沿晶断裂.同组分无压烧结碳化硅陶瓷的显微结构可以观察到核壳结构.     

液相包裹法制备ZTA复相陶瓷的研究

采用液相包裹法制备了ZrO2/Al2O3纳米复合粉体,粉体物相纯净、两相分布均匀、颗粒细小、分散性良好,以自制的粉体为原料,无压烧结ZTA(ZrO2 Toughening Al2O3)复相陶瓷材料,并研究其力学性能与微观结构。结果表明,ZTA陶瓷具有独特的微观结构,氧化铝晶粒呈片状、等轴状和长柱状三种形态,陶瓷力学性能得到改善,其弯曲强度和断裂韧性分别达到495 MPa和6.15 MPa·m1/2。     

热压烧结制备硅酸钙生物陶瓷的工艺与生物活性研究

以分析纯的四水硝酸钙(Ca NO3·4H2O)和正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)为原料,采用溶胶凝胶法制备纳米硅酸钙粉体,通过热压烧结设备对粉体进行烧结,研究了烧结温度、烧结压力与保温时间对陶瓷性能的影响,并对所制备的陶瓷试样进行体外生物活性测试。结果表明:在烧结压力40 MPa,950℃保温25 min时所制备的硅酸钙陶瓷的抗强度达到241 MPa,维氏硬度达到668,模拟体液培养1天后试样表面出现羟基磷灰石(HA),培养15天后陶瓷表面的HA膜层厚度不断增加。