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1.
以γ-AlOOH、TiO2和SiCw为原料,通过反应烧结制备了多孔Al2TiO5-SiCw复合材料,研究了SiCw对Al2TiO5-SiCw复合材料物相、微观组织结构、孔隙率和抗压强度的影响。结果表明: 反应产物中主要物相有Al2TiO5、Al6Si2O13、TiC和SiO2。由于晶须分解速度快,SiCw可全部与TiO2反应生成TiC和SiO2。添加SiCw,一方面显著细化了Al2TiO5基复合材料的微观组织,生成的细小规则的TiC晶粒和存在于Al2TiO5晶界处的Al6Si2O13有利于抑制Al2TiO5晶粒长大,提高其抗压强度。另一方面,因为SiCw改变了原料中颗粒之间的堆积方式,使孔径增大、孔隙率显著提高。生成的一定量的SiO2对晶粒产生黏结,使得Al2TiO5基复合材料的孔洞骨架密实,提高了抗压强度,但当SiCw加入量多时,由于出现较多的玻璃相,会降低抗压强度。 相似文献
2.
以γ-AlOOH和TiO_2为原料,添加不同质量分数SiC晶须(SiCw),采用无压反应烧结法制备多孔(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料,分析了SiCw质量分数对(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率和抗压强度的影响,讨论了SiCw的强化机制。结果表明:不添加SiCw时,产物主要为Al_2TiO_5和少量Al_2O_3,还有少量未反应的TiO_2;加入SiCw之后,还形成了Al_6Si_2O_(13)和TiC相,TiC和Al_6Si_2O_(13)分别以规则颗粒状和晶须形态存在于Al_2TiO_5基体中。TiC颗粒与Al_6Si_2O_(13)晶须通过细化显微组织、裂纹偏转和晶须桥连机制,起到协同强化作用。SiCw的添加使孔隙率和抗压强度同时大幅度提高,随着SiCw质量分数的增加,(Al_6Si_2O_(13)+TiC)/Al_2TiO_5复合材料孔隙率降低,抗压强度提高的速率减小,当SiCw的质量分数为7.2%时,抗压强度最高,达到301.81 MPa。 相似文献
3.
作为20世纪90年代兴起的一类连续陶瓷纤维增强陶瓷基复合材料,连续氧化铝纤维增韧氧化铝(Al2O3f/Al2O3)复合材料已经发展为与Cf/SiC、SiCf/SiC等非氧化物复合材料并列的陶瓷基复合材料。以多孔基体实现基体裂纹偏转成为Al2O3f/Al2O3复合材料主要的增韧设计方法,形成的多孔Al2O3f/Al2O3复合材料具有优异的抗氧化性能和高温力学性能,可在高温富氧、富含水汽的中等载荷工况中长时服役,是未来重要的热结构材料。经过近30年的发展,多孔Al2O3f/Al2O3复合材料已被应用于航空发动机、燃气轮机等热端部件。本文综述了多孔Al2O3f... 相似文献
4.
以Al2O3为背层(硅溶胶为粘结剂), 电熔BaZrO3作为面层材料(钇溶胶为粘结剂), 1550℃烧结后制成50 mm×25 mm×5 mm的Al2O3/BaZrO3双陶瓷试样。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和EDS等手段观察了BaZrO3层和Al2O3/BaZrO3界面的显微结构, 研究了BaZrO3与Al2O3的界面反应。结果表明, 面层由BaZrO3基体和分布其上的大小10 μm左右的Y稳定的ZrO2晶粒组成; Al2O3/BaZrO3界面发生反应形成厚约300 μm的过渡层, 界面反应生成物有BaO
Al2O3、ZrO2和BaO·Al2O3·2SiO2。界面从单纯的BaZrO3/Al2O3双陶瓷结构演变为BaZrO3、ZrO2、BaO·Al2O3、BaO·Al2O3·2SiO2和Al2O3等多种物相组成的复杂结构。反应过程中Al元素基本不迁移扩散, BaZrO3中Ba元素向Al2O3所在的位置扩散形成BaO·Al2O3, 残留物形成一层条状ZrO2, 而BaO·Al2O3·2SiO2围绕着EC95(Al2O3+5%SiO2)粉体颗粒周围生成。 相似文献
5.
采用水基凝胶注模成型工艺制备了0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷.研究了烧结后的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的微结构、相组成以及微波介电性能.通过采用合适的预烧温度(1200℃)和连续、缓慢的降温工艺来退火,成功消除了Al2TiO5第二相.和传统干压法相比,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷具有较大的晶粒,较少的气孔和更加均匀的微结构.因此,用水基凝胶注模成型工艺制备的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷拥有更好的微波介电性能:εr=10.71,Q×f=20421GHz,τf=1.3×10-6/℃,而用传统干压法制备的0.9Al2O3-0.1TiO2陶瓷的微波介电性能为εr=10.89,Q×f=11938GHz,τf=1.4×10-6/℃. 相似文献
6.
向SiO2基体粉料中添加Al2O3纤维,采用热压注法制备Al2O3/SiO2陶瓷型芯。分析Al2O3纤维含量对陶瓷型芯性能的影响。研究结果表明:Al2O3纤维含量对Al2O3/SiO2陶瓷型芯的线收缩率、体积密度和抗弯强度均有较大的影响。当Al2O3纤维含量大于1wt%时,Al2O3/SiO2陶瓷型芯的线收缩率大幅度降低,稳定在0.335%左右,体积密度随之降低,稳定在1.790 g · cm-3左右;当Al2O3纤维含量为1wt%时,陶瓷型芯抗弯强度达最大值20.48 MPa。分析了Al2O3纤维对Al2O3/SiO2陶瓷型芯烧结收缩的阻滞作用机制。 相似文献
7.
将纳米ZnO粉末和Al粉球磨后冷压成Al-ZnO预制块,然后将其加到Al-Zn-Cu熔体中进行Al-ZnO原位反应,制备出纳米Al2O3颗粒增强Al-Zn-Cu基复合材料。能谱面扫描分析和透射电镜观察结果表明,复合材料由纳米Al2O3颗粒和Al2Cu析出相两种颗粒/析出相组成。纳米Al2O3颗粒通过异质形核和晶界钉扎,细化了Al-Zn-Cu合金晶粒组织和Al2Cu析出相。原位纳米Al2O3颗粒的生成提高了基体合金的拉伸性能,轧制+热处理使Al2O3/Al-Zn-Cu复合材料的拉伸强度比相同处理的基体合金提高约100%,总伸长率提高约98%。 相似文献
8.
用溶胶-凝胶法制备了Al2O3、TiO2两种溶胶,分别涂覆在粉煤灰/黄土支撑体表面制备陶瓷膜,并利用热重分析仪、X-射线衍射仪对膜材料的热稳定性、晶相组成进行分析,并对陶瓷膜的微观形貌、孔隙率、膜通量、膜通量恢复率进行测试与表征。结果表明,烧结温度及干燥条件能有效控制陶瓷膜晶相变化及膜层完整性,Al2O3、TiO2膜材料分别在50,25℃时干燥,600℃时烧结,制得的Al2O3膜材料为γ-Al2O3,TiO2膜材料为金红石相TiO2;Al2O3、TiO2陶瓷膜的孔隙率分别为28.56%、34.12%,膜通量分别为1 092.67和2 983.33 L/(m2·h),膜通量恢复率分别为97%、89%。与未覆膜的支撑体相比,Al2 相似文献
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10.
使用不同粒径的SiC和亚微米Al2O3添加剂制备重结晶烧结碳化硅并表征其物相组成、微观形貌、孔径分布和耐压性能,研究了亚微米Al2O3对重结晶碳化硅的作用机制。结果表明,在亚微米Al2O3作用下,重结晶碳化硅的烧结过程可分为液相烧结和重结晶烧结两个阶段。在液相烧结过程中高活性的亚微米Al2O3促进了液相的形成,使SiC的传质方式由扩散传质演变为粘性流动传质。在重结晶烧结温度SiC的传质以蒸发-凝聚为主,形成含铝气相并与SiC固溶促进了6H-SiC向4H-SiC晶型的转变。引入亚微米Al2O3后,重结晶碳化硅材料的孔径分布由单峰分布转变为多峰分布,其中孔径较小的特征峰对应重结晶烧结形成,而较大孔径的特征峰则来源于液相烧结的形成;同时,随着保温时间的延长SiC晶粒生长发育更为完全,由不规则颗粒状转变为较规则六方结构。但是,体积密度的下降、SiC晶粒尺寸不均一以及材料孔径的多... 相似文献
11.
Dense TiC–Al2O3–Al composite was prepared with Al, C and TiO2 powders by means of electric field-activated combustion synthesis and infiltration of the molten metal (here Al) into the synthesized TiC–Al2O3 ceramic. An external electric field can effectively improve the adiabatic combustion temperature of the reactive system and overcome the thermodynamic limitation of reaction with x < 10 mol. Thereby, it can induce a self-sustaining combustion synthesis process. During the formation of Al2O3–TiC–Al composite, Al is molten first, and reacted with TiO2 to form Al2O3, followed by the formation of TiC through the reaction between the displaced Ti and C. Highly dense TiC–Al2O3–Al with relative density of up to 92.5% was directly fabricated with the application of a 14 mol excess Al content and a 25 V cm−1 field strength, in which TiC and Al2O3 particles possess fine-structured sizes of 0.2–1.0 μm, with uniform distribution in metal Al. The hardness, bending strength and fracture toughness of the synthesized TiC–Al2O3–Al composite are 56.5 GPa, 531 MPa and 10.96 MPa m1/2, respectively. 相似文献
12.
Nan Chen F. Gutierrez-Mora R. E. Koritala K. C. Goretta J. L. Routbort Jinsheng Pan 《Composite Structures》2002,57(1-4):135-139
Joining of bulk ceramics by plastic flow has been demonstrated for several fine-grained ceramics. We have joined, for example, submicrometer 3 mol% Y2O3 partially stabilized ZrO2 (YSZ) and YSZ-toughened Al2O3. The interlayers in these cases consisted of dense, submicrometer-grain-sized pieces of ceramics that have been shown to exhibit superplastic flow. We have extended the joining work to include incorporation of 15 vol.% SiC or 20 vol.% TiC whiskers within the bond layer. Unlike YSZ/Al2O3, because of the presence of the whiskers, YSZ/Al2O3/SiC and YSZ/Al2O3/TiC do not deform superplastically. However, virtually perfect YSZ/Al2O3 joints with and without whiskers could be made by compressing at 1300–1350 °C and stresses of <20 MPa. 相似文献
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为研究陶瓷添加物对Ti3SiC2基复合材料性能的影响,首先,采用反应热压烧结法制备了Ti3SiC2材料及陶瓷添加物含量均为30wt%的SiC/Ti3SiC2、Al2O3/Ti3SiC2和MgAl2O4/Ti3SiC2复合材料。然后,测试了材料的力学性能和导电性,在1 373~1 773K温度范围内对Ti3SiC2基复合材料的抗氧化性进行了研究,并对其烧结试样的物相组成和显微结构等进行了表征。结果表明:Ti3SiC2在高温氧化后的主要产物为TiO2和SiO2;氧化层分为内外2层,内层由TiO2与SiO2这2相混合组成,外层为TiO2;氧化层中存在大量显气孔,结构较为疏松,导致抗氧化性较差。与Al2O3/Ti3SiC2和MgAl2O4/Ti3SiC2复合材料相比,SiC/Ti3SiC2复合材料具有更好的抗氧化性。 相似文献
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Yumin Zhang Yunlong Zhang Jiecai Han Luyang Hu 《Materials Science and Engineering: A》2008,480(1-2):62-67
Hot-pressed silicon carbide composites reinforced with carbon fiber were prepared. Aluminum and yttrium oxides served as sintering additives and low-cost phase SiC was used as starting powder, instead of the more expensive β-SiC. In the sintering process, the SiC-matrix grains grew larger via solution reprecipitation. Reaction of Al2O3/Y2O3 additives with SiO2 on the surface of SiC or its oxidation products caused formation and distribution of a low-eutectic-point phase around the SiC grains and carbon whiskers. Such amorphous films can be found in triple-junctions and boundaries of SiC grains. Excess sintering additives improve the room-temperature flexural strength, but reduce the fracture toughness. Coupled with a higher sintering temperature, they contribute to the diffusion of yttrium ions into carbon fiber, and make the reaction layer thicker. Non-homogeneous amorphous inclusions between grains and whiskers are harmful for mechanical properties. A combination of grain bridging, crack deflection and whisker debonding can improve fracture toughness. 相似文献
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TiAl合金表面Si-Al-Y共渗层的组织及高温抗氧化性能 总被引:1,自引:0,他引:1
通过在1050℃下Si-Al-Y扩散共渗0~4 h在TiAl合金表面制备了Al、Y改性的硅化物抗氧化渗层, 分析了共渗层的结构及相组成, 并对其组织形成机理及高温抗氧化性能进行了研究。结果表明: 1050℃共渗4 h所制备的共渗层具有多层结构, 由外向内依次为TiSi2外层、(Ti,X)5Si4及(Ti,X)5Si3(X表示Nb, Cr)中间层、TiAl2和γ-TiAl内层及富Al的过渡层, 其中Y元素主要富集于共渗层的外层和中间层。不同时间共渗的结果表明, Si-Al-Y共渗层的形成是一个在基体表面先沉积Al, 后沉积Si的有序过程。经1000℃高温氧化20 h后共渗层表面形成了由TiO2外层及SiO2·Al2O3次外层组成的致密氧化膜; Y的氧化物主要存在于氧化膜与残余共渗层的界面处, 能够有效地增强膜层的附着力。 相似文献
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以稻草纤维及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为原料,分别以活性炭、Al2O3、SiO2和硅烷偶联剂为增强改性剂,通过混炼-模压工艺制备了改性剂-稻草/ABS复合材料,对比研究了几种不同增强改性剂的增强效果及其增强机制。结果表明:硅烷偶联剂对稻草/ABS复合材料的增强效果较差,活性炭、Al2O3和SiO2对稻草/ABS复合材料的增强均优于硅烷偶联剂,其中Al2O3的增强效果最佳。当Al2O3的添加量(Al2O3∶ABS质量比)为5%时,Al2O3-稻草/ABS复合材料的拉伸、弯曲及冲击强度分别达到最大值27.719 MPa、61.05 MPa和26.53 kJ/m2;当无机物添加量(无机物∶ABS质量比)为5%时,复合材料的耐水性能表现为:5% Al2O3 > 5%活性炭 > 5% SiO2 > 未添加,与复合材料的力学性能梯度相符;改性剂-稻草/ABS复合材料的流变性能则表现为:5%活性炭 > 5% Al2O3 > 5% SiO2 > 未添加。 相似文献