四方氧化锆相变增韧及其影响因素

从热力学角度探讨了影响四方氧化锆应力诱导相变及其增韧效果的主要因素,并提出了提高应力诱导相变增韧效果的若干措施。     

氧空位对氧化锆相结构稳定性及相变过程的影响

从晶体学和配位学的角度，结合电化学技术，讨论了氧空位对氧化锆相结构结构稳定性的影响及氧化锆四方相单斜相转变过程中的作用。结果表明：氧空位的存在与变化不仅影响着氧化锆相结构的稳定性，而且影响着氧化锆的低温相变过程。对于含有一定担氧空位的亚稳四方相氧化锆，氧空位浓度的增加与减少都会进一步降低其结构稳定性，使之更加容晚地向单斜相转变     

氧化锆增韧氧化铝耐磨瓷球的研制

以煅烧种分法所得氢氧化铝超细粉制取的特种α-氧化铝超细粉为主要原料,试验研究了ZTA耐磨瓷球的生产工艺及特性。结果表明:①在平均粒径1～1.5μm的上述α-氧化铝超细粉中添加18～20％的Y—PSZ,经造粒、等静压成型后,于1650℃下烧制1小时,其相对烧结密度达98.8％,磨耗率为0.036％/hr,仅为通常氧化铝95瓷球的1/5～1/8;②加入MnO_2、TiO_2等烧结助剂可适当降低烧成温度、提高烧结密度,但不利于提高ZTA瓷球的耐磨性。     

氧化锆增韧陶瓷的研究及其应用

本文就氧化锆增韧陶瓷的发展作了概述，评述增韧机理及相关性能，通过改善其综合性能进行复相陶瓷设计以满足实际生产需要，进一步列举其在热机、冶金、化工、采矿工业及生物材料等方面的应用，并对开发其超塑性的理论意义和实用价值初步综合讨论。     

ZrO2—2mol%Y2O3陶瓷显微结构及性能的研究

本文采用X射线衍射分析、扫描及透射电镜技术研究了冷等静压成型的氧化钇部分稳定氧化锆(Y-PSZ)陶瓷制品的相组成、显微结构、机械性能及其与烧结工艺之间的关系。结果表明:采用冷等静压成型和超细的氧化锆粉末有利于提高制品的烧结密度和获得较理想的显微结构。得出了在细晶部分稳定氧化锆中存在适量的单斜相也能获得高硬度和高韧性的结论。1600℃烧结3h后随炉冷却的ZrO_2-2mol％Y_2O_3试样的维氏硬度达16.75GPa,断裂韧性高达17.56MPa·m~(1/2)。这被认为是细晶粒、高密度及微裂纹增韧、相变增韧共同作用的结果。     

四方氧化锆多晶瓷的磨料磨损

四方氧化锆多晶瓷在实验条件下，由于磨损表层发生了由四方氧化锆转变为单斜氧化锆的马氏体相变，其磨料磨损率随施加载荷的增加反而减小，耐磨料磨损性能优于氧化锆增韧氧化铝瓷、普通氧化铝瓷。实验用陶瓷材料的表面磨损破坏主要为显微断裂脱落和由于晶粒部分破碎而形成的粉末刻划式磨痕。尽可能提高材料的断裂韧性并适当改善其硬度，将提高材料的磨料靡损性能。     

氧化锆增韧堇青石陶瓷的研究

添加分散的氧化锆对多晶体堇青石进行了增强和增韧。含１０％（按质量计，下同）ＺｒＯ２的氧化锆增韧堇青石陶瓷（ＺＴＣＣ）的抗弯强度（１３０ＭＰａ）较１４００℃，６ｈ制备的人工合成高纯多晶堇青石的（７４．３ＭＰａ）有明显提高。含有５％ＺｒＯ２和１％ＣａＯ二元弥散相粒子的ＺＴＣＣ的断裂韧性增大至２．８３ＭＰａ·ｍ＾１／２。当加入１５％Ｙ－ＴＺＰ，样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达１８８ＭＰａ和３．２ＭＰａ·     

氧化锆增韧莫来瓷的研究状况

氧化锆增韧莫来石瓷(ZTM)作为一种新型的工程陶瓷。近年来极受重视,发展很快。本文回顾3 ZTM 的发展过程,介绍3ZTM 材料的各种可能增韧机理及其制造方法。     

氧化锆增韧氧化铝耐磨陶瓷部件的研究

耐磨结构陶瓷部件是高技术陶瓷材料应用的一个主要领域,传统的耐磨陶瓷部件多以氧化铝材料为主。本文对以工业级原料为主制得的氧化锆增韧氧化铝陶瓷耐磨部件进行了研究,用该技术制得的耐磨陶瓷部件具有产品性能好、生产成本低等特点,并能满足工业化生产要求。     

碳包纳米氧化锆粉体的制备及其晶型转变

采用溶剂共混法将氢氧化锆沉淀与液态酚醛树脂混合,制备成树脂-氢氧化锆复合体系,在埋碳气氛经500～1 000℃热处理、研磨,得到碳-氧化锆纳米复合粉体.用热重-差示扫描量热仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜及高分辨透射电子显微镜对样品进行了表征.结果表明;在复合粉体中,一部分碳进入氧化锆晶格中使高温四方相氧化锆在室温稳定存在;另一部分游离于氧化锆周围的碳起空间位阻作用,有效地抑制了复合粉中氧化锆颗粒在烧结过程中的晶粒长大;在空气中700℃氧化除去复合粉中的碳后,氧化锆的粒径仅为20～50nm,但由氢氧化锆分解形成的氧化锆容易成团聚状态,一次粒径可达50～100 nm.     

亚微米晶粒氧化钇稳定氧化锆电解质的稳定性

氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)是目前使用最多的电解质材料,YSZ结构和性能的长期稳定对固体氧化物燃料电池(solid oxide full cell,SOFC)系统的可靠性至关重要。重点研究了具有亚微米结构的YSZ在850℃环境中的长期老化性能,结果发现:在850℃空气气氛中老化处理300h后,YSZ中小于1μm的部分晶粒出现了继续生长的现象,使得小于1μm晶粒比例下降10%～20%;当这部分晶粒长大到1～2μm,呈现稳定状态,即没有出现晶粒的过分长大;老化600h和1000h后,小晶粒(小于1μm)所占比例几乎不变。伴随着晶粒尺寸分布变化,YSZ电解质的电导率也比老化处理初期(300h)有所降低;当老化处理600h后,电导率下降趋势变缓;老化处理1000h后,电导率基本稳定,且1000℃电导率仍然保持在0.15S/cm以上。电导率下降主要是由YSZ晶粒部分长大引起的。具有上述性能的YSZ用作SOFC电解质可以满足长期使用的要求。     

团聚体含量对氧化锆粉料烧结性能的影响

用共沉淀－喷雾干燥的方法制得了具有不同团聚性质的氧化锆粉料。粉料成型后团聚体可能破碎，也可能继续存在。通过团聚体对烧结影响的研究发现，烧结过程中团聚体含量是影响烧结密度和显微结构形成的主要因素，而成型后素坯中团聚体含量又取决于团聚体的强度。讨论了团聚体之间及团聚体与基体之间的相互作用对烧结的影响。     

TiO2在Al2O3-ZrO2电熔料共晶体中的固溶行为

用扫描电镜对含25%（质量分数）ZrO2和适量TiO2的电熔锆刚玉的显微结构分析表明：这种电熔料的显微结构由等粒状初晶刚玉和刚玉-ZrO2共晶组成.能量散射X射线分析结果表明：TiO2固溶于共晶体的ZrO2中而不溶于刚玉.TiO2在共晶体ZrO2中的固溶度为10%左右.此现象可由TiO2-ZrO2系相图具有很大的ZrO2固溶相区和结晶学中有关离子半径和电价匹配的原理而得以解释.     

氧化锆在电场下的相变

在２００－４００℃温度范围内，电场可以显著促进３％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２中四方相氧化锆向单斜相的转变，而且其等温动力学曲线呈抛物线规律，这说明在氧化四方相向单斜相的转变过程中存在着明显的扩散篚现象。另外，近阳极而的相变量明显高于阴极面的相变量，这说明该相变过程与氧空位或缺陷簇的迁移过程密切相关。     

微量掺杂对 8%Mg-部分稳定氧化锆晶粒尺寸和相组成的影响

以8％(摩尔分数)氧化镁部分稳定的氧化锆(8％Mg—PSZ)为基料，向其中掺入A1203，Si02等微量杂质，在1700℃下烧结。对烧结样品进行XRD分析，利用衍射峰强度半定量地计算立方相和四方相氧化锆[(c t)—ZrO2]的体积分数。使用SEM观察样品的表面形貌，并计算出平均晶粒尺寸。结果表明：掺入A1203有细化晶粒和降低(c t)—ZrO2体积含量的作用，若和Si02按摩尔比3：2共同掺入，随着掺入量的增加，晶粒尺寸和(c t)—ZrO2体积含量先减小后增大。Ca^2 离子和Y^3 离子的掺入对这两项参数也有一定的影响。     

莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响

通过显微结构观察研究了莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：与不含晶种试样相比，添加Ma(d50=1.87μm)和Mb(d50=0.83μm)晶种试样的显微结构比较均匀，莫来石晶粒多呈等轴状，且大小均一，晶内型ZrO2和封闭气孔较少。添加晶种对莫来石晶粒有明显细化作用。但晶种添加量和晶种颗粒尺寸对反应生成莫来石的晶粒尺寸无明显影响。采用溶胶－凝胶法制备的莫来石晶种（Mc)使试样中长出了一定量的长柱状的莫来石晶粒。     

纺丝温度对中间相沥青炭纤维结构性能的影响

以萘催化合成中间相沥青(MP-1)和热缩聚法制备中间相沥青(MP-2)两种中间相沥青为原料,对其进行簇组成分析、偏光显微镜观察及红外光谱分析,研究其组成及结构.采用实验室气压式单孔纺丝装置在不同温度下对两种中间相沥青进行熔融纺丝,探讨纺丝温度对炭纤维结构及性能的影响.研究表明:MP-1低温获得无规结构,高温出现中心放射状边缘洋葱皮混合结构;MP-2随纺丝温度升高依次出现无规结构、准洋葱皮结构和洋葱皮结构.中间相沥青原料的性质影响着纤维截面结构随纺丝温度变化的规律.     

液相烧结氧化铝和氧化钇稳定四方氧化锆复相材料的显微结构与力学性能

以TiO2，MnO2及CaO—Al2O3-SiO2玻璃为烧结助剂，利用液相烧结法制备了氧化铝和3％氧化钇稳定四方氧化锆复相材料。研究了烧结助荆对材料致密化、显微结构及力学性能的影响。结果表明：除TiO2可与ZrO2晶粒形成部分固溶外，烧结助剂主要以晶间玻璃相的形式存在，并影响了Y2P3在ZrO2晶粒中的分布。烧结助荆的引入显著促进材料的致密化，降低了烧结温度，使材料具有细晶结构，因而具有良好的力学性能。