以聚硅氧烷为先驱体制备Al-SiCp/Si-O-C陶瓷复合材料

以聚硅氧烷为先驱体,SiC为惰性填料,Al为活性填料,考察了活性填料Al在聚硅氧烷转化制备Si-OC复合材料中的应用.研究发现:600℃时,活性填料Al能与聚硅氧烷裂解产生的含碳小分子气体反应生成Al4C3,800℃时能与N2反应生成AlN;这2个反应同时伴有体积膨胀,能有效弥补聚硅氧烷裂解时的线收缩.活性填料Al的引入能起到增强作用;含20%Al(体积分数)的SiC/Si-O-C复合材料的弯曲强度是不含Al的1.36倍;活性填料Al的引入能显著改善SiC/S-O-C复合材料的耐高温和抗氧化性能,但不能提高其抗热震性能.     

以聚碳硅烷为先驱体制备ZrB2-SiC-C超高温陶瓷

通过在1800℃和20MPa条件下热压烧结ZrB2和聚碳硅烷（PCS）裂解粉制得ZrB2-SiC-C复合材料。样品中从PCS裂解得到的SiC体积分数从0％开始按5％递增到30％。通过XRD、SEM、维氏压痕测试等手段表征了样品的相组成、微观结构和力学性能。研究表明可得到15％和20％SiC含量的致密均匀样品，其具有好的韧性，但由于C的存在，硬度相对较低。     

AlON粉体制备及透明陶瓷的烧结

γ-AlON是一种具有优良的光学、力学及化学性能的新型透明陶瓷,可望替代蓝宝石单晶用于军用及民用等多个领域.对AlON单相粉体的碳热还原氮化法制备工艺及块体的烧结工艺进行了研究,通过X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等分析测试手段探索了工艺条件对相纯度、粉体大小及形貌等因素进而对组织及透光率的影响.结果发现,控制Al_2O_3和碳粉的相对百分比及反应时间即可制得纯相的AlON粉体;经球磨可进一步获得亚微米级的粉体,其颗粒大小及形貌可通过调整球磨时间加以控制;球磨后粉体经1950 ℃氮气氛无压烧结8 h后,可制得光学性质均一的透明陶瓷.其中较细且更为等轴化的粉体烧结后具有均匀、低孔隙率的组织,同时也具有更高的透过率.     

活性填料控制的先驱体裂解陶瓷的尺寸变化

对单一先驱体、先驱体／惰性填料、先驱体／活性填料体系裂解陶瓷的尺寸变化进行了模型分析。从理论上分析了活性填料体积分数与裂解陶瓷体积收缩率和线收缩率之间的关系，揭示了活性填料的临界体积分数与活性填料反应的产率、反应前后的密度比之间的相关性，以聚碳硅烷先驱体为例，预测了在不同反应情况下，常见活性填料的临界体积分数，增加活性填料体积分数，可降低陶瓷产物的体积收缩率和气孔率。     

聚碳硅烷高温裂解原位生成SiC涂层研究

以氯铂酸为催化剂,二甲苯为助溶剂,聚碳硅烷(PCS)和二乙烯基苯(DVB)为基体,制备碳化硅先驱体浆体,采用浸渍-干燥-交联-高温裂解的方法原位制备碳化硅致密涂层,碳化硅涂层直接生长在碳化硅基体上,可实现碳化硅涂层与碳化硅基体的无差别结合。利用SEM、EDS对涂层进行表征。结果表明:可以利用碳化硅先驱体高温裂解原位生成SiC类涂层,经过浸渍4次处理后,试样的平均吸水率可由6.90%降低到1.69%。     

用超细氧化铝粉体制备氧化铝陶瓷的烧结工艺研究

以超细氧化铝粉体为原料,采用常压烧结工艺制备了氧化铝陶瓷.通过对烧结体断面显微结构的分析,以及对烧结体的线收缩率、密度和残余气孔率的测定,研究了烧结温度对坯体烧结致密化性能的影响和分散剂种类对烧结体残余气孔率的影响.结果表明,分散剂的种类对烧结体的残余气孔率影响较大,其效果由大到小依次为PAA-NH4,和阿拉伯树胶>PAA-NH4>硅溶胶和PAA-NH4>硅溶胶>阿拉伯树胶;超细氧化铝粉体的致密化转变温度为1400℃左右,最终烧结温度为1550℃左右.     

重复浸渍裂解先驱体高温连接Cf/SiC陶瓷基复合材料

对先驱体硅树脂高温(1200℃)转化陶瓷接头连接Cf/SiC复合材料进行了研究.探讨了添加活性填料(纳米级Si,Al粉)后先驱体裂解所发生的反应趋势及重复浸渍-裂解过程对连接强度的影响.结果表明,通过添加活性填料纳米级Si,Al粉可以改善连接效果,但性能难以达到应用目标.通过重复浸渍2 g/mLSR249/ethanol溶液-裂解可以提高连接剪切强度.经过8个浸渍-裂解周期后,得到连接剪切强度达到64.24 MPa.     

以沥青为前驱体制备TiC/FeCrNi反应火焰喷涂复合涂层

以钛铁粉、CrFe粉、羰基镍粉和碳的前驱体（石油沥青）为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末,并通过普通火焰喷涂成功地合成与沉积了TiC/FeCrNi复合涂层.采用XRD和SEM对喷涂粉末和涂层的相组成和显微结构进行了分析,同时对涂层耐磨性能进行了对比研究.研究结果表明：采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;所制备的TiC/FeCrNi复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合强化片层叠加而成,TiC颗粒呈纳米级;基体由（Fe,Cr）和Cr0.19Fe0.7Ni0.11两相组成;相同条件下,所获TiC/FeCrNi复合涂层磨损体积大约是常规火焰喷涂Ni60涂层的1/8.     

钛酸铝陶瓷的凝胶注模成型研究

利用琼脂凝胶大分子在水溶液中加热时溶解,冷却时凝固这一规律,研究了Al2TiO5陶瓷的凝胶注模成型工艺,探讨了琼脂含量和Al2TiO5的加入量对料浆流动性、制品的烧结、结构的影响规律.结果发现在固含量63%陶瓷料浆中引入约1.5%琼脂,成型干燥后不需要单独脱脂,即可获得表面光洁、结构均匀、致密、内部无明显缺陷的陶瓷部件.     

钛酸酯偶联剂在铜-环氧导电涂料中的作用研究

为制得具有良好导电性的铜-环氧导电涂料,考虑加入了一种复合单烷氧脂肪酸型钛酸酯偶联剂,并对偶联剂的用量及其在涂料中的作用进行了研究.结果表明,偶联剂的最佳用量为1.0%～3.5%,在涂料中起到了良好的润湿、分散及防氧化作用,因而制得的涂料具有良好的导电性和导电稳定性.     

无压熔渗法制备Ni3Al/TiC陶瓷基复合材料工艺研究

研究了采用自蔓延高温反应合成的预制件TiC-Ni3Al与金属间化合物Ni3Al的浸润性、渗透性和渗透动力学.采用SEM、EDS、XRD和金相显微镜等测试分析手段,对复合材料的组织进行分析,探讨了预制型成型无压熔渗浸渗工艺参数对Ni3Al/TiC复合材料成型的影响.结果表明,金属间化合物Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al具有很好的浸润性,在一定温度条件下可形成致密无缺陷的组织;Ni3Al与预制件TiC-Ni3Al在熔渗过程中保持各自的化学稳定性,在渗透过程中无新相产生;Ni3Al在预制件TiC-Ni3Al中的渗透深度与渗透时间呈抛物线关系,渗透速度随渗透时间延长而降低,且随预制件相对密度增大而降低.     

真空碳热还原法制备碳化钛粉末

采用XRD、SEM、XRF以及激光粒度分析仪等分析手段,研究真空条件下碳热还原TiO2制备的碳化钛粉末。热力学计算和实验结果表明：真空条件下容易获得碳化钛,且随温度逐渐升高得到的产物顺序为：Magneli相（Ti4O7）、Ti3O5、Ti2O3、TiCxO1-x和TiC。当物料配比为1：3.2-1：6时,在1550℃保温4h的条件下可获得单相TiC粉末;物料配比为1：4和1：5时,产物粉末为标准化学计量的TiC1.0粉末;物料配比为1：4时,得到的产物为单相低杂质超细碳化钛粉末（D50为3.04μm）、SEM观察表明在产物块体表面存在分布均匀、团聚小、结构疏松的结构。     

TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层反应等离子喷涂研究

以钛铁粉、镍粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过等离子喷涂(RPS)技术原位合成并沉积了TiC/Fee-Ni金属陶瓷复合涂层.采用XRD、SEM和EDS对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析.研究表明该反应喷涂粉末粒度均匀、无有害相生成;所得涂层由不同TiC颗粒含量的TiC/Fe-Ni复合片层组成;TiC颗粒大致呈球形,粒度呈纳米级;所获涂层在相同条件下耐磨性是Ni60涂层的7倍.     

TiC掺杂对热压合成Ti2AlC材料的影响

采用热压工艺合成了Ti2AlC块体材料.在不同温度时,通过X射线衍射分析了掺入不同含量TiC混合粉经热压合成试样的物相组成,并采用SEM观察所合成试样的显微结构.结果发现:完全以元素粉为原料不掺TiC的混合粉经1 500℃热压60 min合成Ti2AlC块体材料,且产物中含有TiC和Ti3AlC2杂相;掺入0.5 mol或1.0 mol TiC混合粉经1 400℃热压60 min后合成不含TiC且只含少量Ti3AlC2的Ti2AlC块体材料.同时,探讨了TiC对合成Ti2AlC块体材料的影响机理.     

反应等离子喷涂TiC陶瓷增强金属复合涂层组织性能

采用前驱体碳化复合技术利用钛铁粉为原料制备Ti-Fe-Ni-C和Ti-Fe-C系粉末,并通过反应等离子喷涂技术(RPs)原位合成并沉积了Tic/Fe-Ni和TiC/Fe金属陶瓷复合涂层.利用XRD、SEM和EDS研究了复合粉末和不同基体涂层的成分、组织结构,测量了2种涂层的显微硬度和磨损量.结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;制备的复合涂层由不同TiC颗粒含量的片层组织叠加而成;TiC颗粒大致呈球形,基体主要为Fe及Fe、Ni固溶体.Tic/Fe-Ni涂层较TiC/Fe涂层组织更加均匀、致密,且具有较高的显微硬度和较好的耐磨性.     

堆焊层中钛的碳化物

利用扫描电镜、光谱分析、X射线衍射、能谱分析及波谱面扫描对含 (质量分数 ,% )C 0 .84 ,Ti 1.4 6 ,V 1.3的堆焊层进行了试验研究 ,并对碳化物在液态金属中形成条件进行了热力学分析。结果表明 ,强碳化物元素Ti主要存在于碳化物相 ,为焊缝提供耐磨硬质点。TiC能在液态熔体中形成 ,初生TiC呈块状均匀分布 ,尺寸较大 (2～5 μm)。焊缝中还有大量细小碳化物 ,多为Ti、V、Cr的复合碳化物 ,呈条状或细小粒状。     

退火处理对Nano-SiC-Al2O3/TiC纳米陶瓷复合材料性能的影响

研究了退火工艺对纳米陶瓷复合材料力学性能的影响。研究表明，纳米陶瓷复合材料在适当退火工艺下，其抗弯强度和硬度可以提高４０％ ～５０ ％ ，但断裂韧度略有下降。     

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 本文通过研究热处理工艺对金属TiC陶瓷刀具基体3Cr13组织的影响,提出了改善组织韧性的热处理工艺。该工艺下,基体原马氏体组织中沿晶界呈网状分布有脆性碳化物被消除,获得了晶粒细小的全马氏体组织,从而极大地提高了刀具基体的韧性,有效地提高了刀具抗断裂的能力,降低了断刀率。     

铝热快速凝固工艺合成高强TiC/FeNiCr复合材料

采用铝热快速凝固工艺制备了FeNiCr合金及TiC／FeNiCr复合材料，利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等手段研究了该复合材料的显微组织和相结构，测量了复合材料的压缩强度。结果表明，TiC／FeNiCr复合材料由TiC陶瓷增强相和α-Fe合金基体组成。TiC／FeNiCr复合材料组织细小，TiC呈多边形均匀分布在合金基体中，晶粒尺寸约为2～3μm。TiC对FeNiCr基体具有很好的晶粒细化及强化作用，TiC／FeNiCr的压缩断裂强度及形变率分别为2760MPa及25％，远大于FeNiCr合金及部分Fe基非晶材料。     

激光熔覆原位合成TiC/Al陶瓷基复合涂层增强Ti6Al4V研究

采用Ti-C-Al体系激光点火自蔓延合成TiC/Al材料的同时,在Ti6Al4V钛合金表面形成均匀厚度的涂层。实验所用设备为2kWNd:YAG脉冲固体激光器;原料中钛碳原子比1:1,铝含量范围10%~40%(质量分数)。原料中的铝含量对原位合成的TiC颗粒形态和大小影响较大,通过实验确定了原料中合适的铝含量。利用扫描电镜对涂层与基体结合界面微观结构进行表征,测试涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,涂层和基体有良好的冶金结合;TiC颗粒在涂层表面处主要以树枝晶状存在,而在涂层与基体连接处主要为近球状晶粒;涂层显微硬度可达到8000MPa(HV0.5),约为基材的2~3倍。