Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料断裂过程中的相变及力学性能

用真空烧结方法制备了Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料,分析了ZrO2(3Y)和ZrO2(2Y)含量对Al2O3基陶瓷抗弯强度、断裂韧性的影响.用XRD定量分析了含摩尔分数2%与3%Y2O3的ZrO2(2Y)与ZrO2(BY)在断裂过程中四方相转变成单斜相的相变量,用以阐明增韧机制.结果表明,在ZrO2含量为15%(体积分数)时,Al2O3/ZrO2(3Y)和Al2O3/ZrO2(2Y)复合材料的抗弯强度、断裂韧性分别达到825MPa,7.8MPa·m1/2和738MPa,6.7MPa·m1/2,两者的性能差异主要来自不同的增韧机制.     

Al对ZrO_2增韧Si_3N_4烧结体的相变及性能的影响

在高温 (140 0℃ )、超高压 (4.2GPa)条件下制备了Al ZrO2 (Y2 O3 ) Si3 N4 烧结体。采用XRD分析及力学强度测试等方法 ,研究了Al对ZrO2 相变能力及ZrO2 增韧烧结体作用的影响。结果表明 :在烧结体中加入 2 %Al,利用Al与N反应生成AlN可阻止Zr O N化合物生成 ,避免ZrO2 在Si3 N4 基体中被N稳定生成不可相变t′ ZrO2 ,提高ZrO2 的t→m相变能力 ,使ZrO2 起到增韧氮化硅烧结体的作用 ;当Y2 O3 含量为 2 %～ 2 .5 % (摩尔分数 )时 ,烧结体抗压强度及断裂韧性均较高 ,ZrO2 相变增韧作用最大。     

Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合材料的可靠性、磨损形态及其切削耐用度

研究了Al2O3和Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料的Weibull分布、磨损形态及其切削耐用度。用一元线性回归方法确定Al2O3/ZrO2(Y2O3)刀具的耐用度参数,分析切削条件对Al2O3/ZrO2(Y2O3)复合刀具材料寿命的影响。结果表明:Al2O3和含2%(摩尔分数)及3%Y2O3的ZrO2/Al2O3(Al2O3/ZrO2(2Y)及Al2O3/ZrO2(3Y))复合刀具材料Weibull模数的m值分别是5.6、10.2和11.7,说明Al2O3/ZrO2(3Y)陶瓷的可靠性最优;Al2O3/ZrO2(3Y)复合刀具切削40CrMoNiA合金钢的磨损形态主要来自磨粒磨损和粘结磨损,耐用度参数vc、f、ap的指数值分别为1.3、1.69和0.66,陶瓷刀具更适合高速切削,最大影响因素是进给量(f),在最佳切削条件下(vc=140 m/min,ap=0.5 mm和f=0.3 mm/r)切削耐用度为3 h。     

PSZ(3Y)含量对Al2O3陶瓷力学性能的影响

对部分稳定ZrO2(简称PSZ(3Y))含量与Al2O3基陶瓷烧结致密化及力学性能的关系进行了测试,用X射线衍射定量相分析计算了m-ZrO2和t-ZrO2相在断裂前后相含量的变化.结果表明当Al2O3中添加15%(体积分数)PSZ(3Y)时,1550℃真空烧结后Al2O3基复合陶瓷的抗弯强度达到884 MPa,断裂韧性达到8.2 MPa@m1/2.PSZ(3Y)的相变增韧提高了 Al2O3/PSZ(3Y)复合陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性.     

微波烧结ZrO_(2(n))/Al_2O_3复合陶瓷工艺与组织

以纳米ZrO2、微米Al2O3为原料,采用微波烧结方式制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷。探讨了烧结温度和保温时间对试样线收缩率、相对体积密度、硬度和断裂韧性的影响。结果表明,烧结温度1550℃,保温时间10 min,可得到较高的硬度(13 350 MPa)和较好的断裂韧度(6.41 MPa.m1/2),烧结过程中发生了m-ZrO2转变为t-ZrO2相变,nano-ZrO2的加入使Al2O3形成內晶型结构;试样的断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂并存;ZrO/AlO复合陶瓷主要通过应力诱导相变和内晶型结构进行增韧。     

Al2O3颗粒粒径对SPS工艺制备Al2O3/Al复合材料性能的影响

研究了Al2O3增强颗粒粒径对铝基复合材料性能的影响,将Al2O3和Al粉20vol％比例混合,利用放电等离子烧结(SPS)技术快速制备Al2O3/Al复合材料.研究了粒径为30 nm、0.5μm、1m、3.6μm的Al2O3增强颗粒对该复合材料相对密度、显微结构及耐磨性能的影响.结果表明,当Al2O3增强颗粒粒径增大时,复合材料内部颗粒间粘结强度越好,而相对密度和耐磨性能随之降低.     

Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能和微观组织的影响

把Al2O3添加到LiTaO3陶瓷中，研究了Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能的影响，通过制备Al2O3／LiTaO3复相陶瓷，对其微观结构和LiTaO3晶粒内的电畴结构进行了观察。研究结果表明：Al2O3的加入对LiTaO3陶瓷的烧结起到了烧结助剂的作用，随着Al2O3含量的提高，复相陶瓷试样的相对密度随之增大，实验中1300℃无压烧结制备的含有9％Al2O3（体积分数，下同）颗粒的Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的致密度最高，组织结构更为致密。在Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的LiTaO3晶粒中观察到了90°电畴。     

Y-Ce-TZP／Al2O3复相陶瓷空气环境下退火的相变行为

研究了不同烧结温度和不同Al2O3含量的Y-Ce-TZP／Al2O3复相陶瓷在300℃空气环境下退火的相变行为，并考察了复相陶瓷的力学性能，对相变发生进行了热力学分析。结果表明：Al2O3抑制了退火过程氧化锆t→m相变，当Al2O3含量为15％（质量分数，下同），烧结温度为1450℃时Y-Ce-TZP／Al2O3复相陶瓷退火前的抗弯强度与断裂韧性分别为743MPa和10．0MPa．m^1/2退火10d后仍达到731MPa和9．9MPa．m^1/2。     

超重力对燃烧合成Al2O3/ZrO2自生复合陶瓷的影响

通过向铝热剂中引入ZrO2（4Y）粉末，在超重力下以燃烧合成方式，制备出Al2O3／ZrO2（4Y）自生复合陶瓷。XRD分析与SEM图像显示，陶瓷基体由亚微米t-ZrO2纤维成排镶嵌其上、取向各异的棒状共晶团及Al2O3块晶与ZrO2颗粒分布其上的细小共晶团边界构成。相比于重力下制备的同成分复合陶瓷，因超重力促进燃烧过程、提高燃烧速率并加快液相传质速率，可显著促进液态金属／陶瓷液相／气相三者分离，并使陶瓷熔体成分更趋均匀化，故材料致密度得以大幅提高，相对密度达98．3％。陶瓷基体微观组织更为纯净、细小、均匀，Al2O3／ZrO2（4Y）共晶团体积分数高达96．8％，与重力下燃烧合成的同成分复合陶瓷比较，力学性能得以显著提升，维氏硬度、断裂韧度及弯曲强度分别提高了37．2％、56．4％与69．1％。     

燃烧合成Cr-(Al,Cr)2O3金属陶瓷的耐磨性能

用热爆燃烧合成法结合熔体施压致密化,制备了相对密度约90％的Cr-（Al,Cr）2O3金属陶瓷,金属Cr颗粒均匀弥散分布于陶瓷板片间或板片内,尺寸可达200nm左右．研究了金属陶瓷的耐磨性能．结果表明,干摩擦条件下,金属陶瓷具有优良的耐磨性能;磨损体积与稀释剂Al2O3加入量和过量Cr2O3的含量有关,两者合理搭配可使Cr-（Al,Cr）2O3的磨损体积小于粉末烧结氧化铝陶瓷的磨损体积．磨损机理主要是块状剥落．油润滑后,147N载荷下,金属陶瓷经6000m滑动距离仍基本无磨损体积损失;随载荷提高,磨损体积有所增大,但仍比Cr12MoV钢小一个数量级以上．     

用喷雾热分解法制备Gd2O3-Y2O3-ZrO2电解质材料的性能

用喷雾热分解方法制备了2mol%Gd2O3-8YSZ的粉末,用激光粒度分析,X射线衍射(XRD),BET法和扫描电子显微镜(SEM)检测粉末和陶瓷体的性能和结构。结果表明,获得的粉末粒径为12.18μm,晶粒尺寸为100nm,比表面积为25.09m2/g。粉末和陶瓷体材为立方结构。陶瓷体的烧结密度大于98%理论密度。在操作的温度高于600℃下的电导率达2×10-3S/cm。证实Gd2O3-8YSZ材料完全适用于作中温固体氧化物燃料电池(SOFC)的电解质。     

La2O3-Gd2O3-Mo secondary emission material

A new kind of materials La2O3-Gd2O3-Mo has been produced by powder metallurgy method.The composition and microstructure of the material were studied by XRD and SEM.It shows that no chemical reaction takes place among La2O3,Gd2O3,Mo and the rare earth oxides exist along molybdenum grain boundaries and in the pores.The emission property measurement results of this material show that adding rare earth oxide into molybdenum can improve the secondary emission coefficient of the emitter,and the emission property depends on the activation temperature.After La2O3-Gd2O3-Mo was activated at 1360℃,the maximum secondary emission coefficient can be high to 2.62,which has exceeded that for practical uses(2.0).     

采用交流阻抗谱研究Gd2O3-Yb2O3共掺杂二氧化锆基热障涂层的高温氧化行为（英文）

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备3Gd2O3-3Yb2O3-4Y2O3(摩尔分数,%)共掺杂的二氧化锆(GY-YSZ)基热障涂层(TBCs)。采用交流阻抗谱(IS)并结合扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱和X射线衍射分析仪(XRD),研究GY-YSZ涂层在1050°C的高温氧化行为。交流阻抗谱中不同的电学信号分别反映GY-YSZ晶粒和晶界的信息,采用电路拟合的方法对其进行分析。在氧化过程中GY-YSZ的导电机制发生变化,原因是稳定剂在氧化过程中发生扩散导致了O2-空位和晶格畸变的产生。研究发现,应该选择合适的测试温度评价GY-YSZ晶粒或晶界的氧化行为,其各自的氧化信息与交流阻抗谱中阻抗值的变化相对应。测试氧化过程中晶粒和晶界阻抗值变化的温度分别为200°C和300°C。     

Bi2O3与Sb2O3掺杂对ZnO力学性能的影响

设计、制备了三个系列(不同Bi2O3与Sb2O3掺杂浓度)的ZnO基复合材料.力学性能测试的结果表明,Bi含量(2%,原子分数)保持不变,随Sb含量(在合适的剂量范围内)的增大,由于基质ZnO晶粒减小,陶瓷致密度增大,所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均增大;Sb含量(3%,原子分数)保持不变,随Bi含量的增大,由于基质ZnO晶粒增大、陶瓷致密度减小,所得材料的模量、抗弯强度以及断裂韧性均减小.在设计组成范围内材料的最佳力学性能约为:弹性模量114 GPa,弯曲模量115GPa,抗弯强度 120 MPa,断裂韧性1.87 MPa·m1/2.     

碳酸盐沉淀法制备Y2O3纳米粉及透明陶瓷

以Y(NO3)3和NH4HCO3为原料,采用正向滴定法,得到了化学组成为Y2(CO3)3.2H2O的先驱沉淀物。结果发现:时效可使沉淀物的颗粒尺寸和形状发生明显变化,时效48 h后,先驱沉淀物形状由球形变为针状;先驱物经水洗乙醇清洗丙酮清洗可提高Y2O3粉体的活性;针状先驱物在1 100℃下煅烧4 h能得到团聚轻的Y2O3粉体,粉体平均粒径约为80 nm;所得粉体在1 700℃真空烧结4 h后,获得了透明Y2O3陶瓷。     

Crystallization and properties of some CaO-Al2O3-SiO2 system glass-ceramics with Y2O3 addition

The crystallization behavior and mechanical properties of CaO-Al2O3-SiO2 （CAS） system glass-ceramics with addition of Y2O3 were investigated. The optimal sintering temperatures of all heat-treated glasses were altered and the crystallization was accelerated with Y2O3 addition, and only wollastonite as a main crystalline phase was precipitated. The volume fraction of crystalline phase and density were increased with Y2O3 addition. The results suggest that the CAS glass-ceramics would get the lowest sintering temperature and optimal microstructure with the addition of Y2O3 by 3.25 %. The bending strength has a maximum due to the oriented and interlocked wollastonite crystal, which causes crack divert or blunts to limit the further development of the flaw size and increases the surface energy of fracture.     

两种不同涂层的Ti纤维增强TiAl基复合材料

研究了涂覆单一涂层Ｙ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３的Ｔｉ纤维增强γＴｉＡｌ基复合材料的界面和性能。动用物理气相沉只法在Ｔｉ比例有面涂覆Ｙ２Ｏ３或Ａｌ２Ｏ３涂层后，然后用类似箔叠法制得了Ｔｉ－Ｙ２Ｏ３／γＴｉＡｌ和Ｔｉ－Ａｌ２Ｏ３／γ－ＴｉＡｌ复合材料，复合材料的弯曲强度从４４９ＭＰａ提高到５６２ＭＰａ（Ｔｉ－Ｙ２Ｏ３／γ－ＴｉＡｌ）或５７３ＭＰａ（Ｔｉ－Ａｌ２Ｏ３／γＴｉＡｌ）而且高于纯Ｔｉ纤维增强了ＴｉＡｌ     

Al2O3形成合金过渡态氧化行为

综述了亚稳相Al2O3生长和向稳态转变的规律，以及温度、氧化时间、合金元素、表面状态等的影响作用.重点介绍了合金元素特别是活性元素对相转变的影响机制、相转变与膜形成脊状形貌的关系，以及相转变对后续氧化行为的影响等.      

Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的研究

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3。利用扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），对Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的显微组织进行了分析，并对其进行了通断能力、温升及侵蚀量的实验。新型材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3通过了通断能力实验，与Ag／CdO相比平均温升相近，但侵蚀量仅约为Ag／CdO的2／3。由实验结果可知，此材料具有较好的物理、机械、电气性能及较低的成本，具有很好的应用前景和经济效益，有望成为一种可替代Ag／CdO的无毒新型触头材料。     

Al2O3纤维对Al2O3基陶瓷型芯材料性能的影响

采用常压烧结制备Al2O3基陶瓷型芯材料，通过XRD，SEM分析表征了材料的成分和内部结构。测量了Al2O3基陶瓷型芯气孔率、抗蠕变性能、80℃饱和NaOH溶液中侵蚀性能，并讨论了材料性能随Al2O3纤维含量变化的原因。