烧结助剂Al2O3-Y2O3添加量对无压液相烧结TiC陶瓷结构与性能的影响

在1 850℃下采用无压液相烧结工艺制备TiC陶瓷,研究了烧结助剂Al₂O₃-Y₂O₃(二者物质的量比为1.5)质量分数(0,6%,8%,10%)对TiC陶瓷结构和性能的影响。结果表明：添加烧结助剂后TiC陶瓷中存在TiC相、YAM(Y₄Al₂O₉)相和YAG(Y₃Al₅O₁₂)相;随着烧结助剂质量分数由0增加到10%,陶瓷的相对密度由94.50%增加到97.86%,开口气孔率由0.77%下降到0.21%,YAM相与YAG相增多并逐渐发生聚集,断裂韧度、维氏硬度与抗弯强度均先升高后降低,当烧结助剂质量分数为6%时,断裂韧度和维氏硬度最大,分别为6.2 MPa·m^1/2和19 GPa,当烧结助剂质量分数为8%时,抗弯强度最大,为524 MPa;陶瓷的电阻率均在1.00×10^-6～2.00×10^-6Ω·m,烧...     

TiCN的添加对WC-Co硬质合金性能的影响

采用粉末冶金+高温液相烧结制备得到TiCN含量(质量分数)分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的WC-Co硬质合金,研究了TiCN含量对该硬质合金微观形貌、致密性能和力学性能的影响。结果表明:当TiCN含量不大于1.0%时,硬质合金的晶粒尺寸分布均匀,孔隙、微裂缝和杂质偏析等缺陷相对较少,而大于1.0%时,缺陷数量增多,缺陷尺寸变大;随TiCN含量的增加,硬质合金的致密性能降低,维氏硬度先增大后减小,抗弯强度和断裂韧度均先降低后略有增大再降低;当TiCN含量为1.0%时,硬质合金的综合性能最佳。     

钼含量对添加预合金粉制备TiC-高锰钢钢结硬质合金组织与性能的影响

以Fe-Mo-C预合金粉、FeMn84C0.4合金粉、镍粉、石墨粉和TiC粉为原料,经烧结得到以高锰钢为黏结相、TiC为硬质相的不同钼含量TiC-高锰钢钢结硬质合金,研究了钼含量对该钢结硬质合金组织与性能的影响。结果表明:随着钼含量的增加,钢结硬质合金组织中TiC颗粒的尺寸先减小后增大,其表面形成了(Ti,Mo)C固溶体相;与添加纯钼粉的相比,添加含钼预合金粉所得钢结硬质合金中的TiC颗粒更细小,圆整度更好,且表面更易形成(Ti,Mo)C固溶体相;随着钼含量的增加,钢结硬质合金的相对密度、硬度、抗弯强度和冲击韧度均先增大后减小,当钼质量分数为1.15%时均达到最大,组织和综合性能较佳。     

ZrO2活性剂对309不锈钢钨极氩弧焊电弧特性及焊缝性能的影响

以ZrO_2为活性剂(质量分数分别为0,0.25%,0.50%,1.00%)对309不锈钢进行钨极氩弧焊,研究了ZrO_2对焊接电弧特性、熔深以及焊缝组织和性能的影响。结果表明:添加ZrO_2焊接时电弧产生脉冲特性,电弧电压随ZrO_2质量分数的增加先减小后增大,焊后熔深均比未添加ZrO_2焊接时的大2倍以上;添加质量分数0.50%ZrO_2焊接后焊缝组织由奥氏体和少量%铁素体组成,部分区域奥氏体晶粒呈等轴状;少量ZrO_2的添加降低了焊缝区的硬度和弯曲屈服强度;随ZrO_2质量分数的增加,焊缝区的硬度降低,弯曲屈服强度先减小后增大,热导率减小,比热容增大。     

ZrO_2含量对超重力下燃烧合成快速凝固Al_2O_3/ZrO_2(4Y)复合陶瓷的影响

采用超重力下燃烧合成技术,以快速凝固方式制备了Al2O3/ZrO2(4Y)复合陶瓷,用XRD、SEM与EDS等研究了ZrO2含量对复合陶瓷显微结构和性能的影响。结果表明:当复合陶瓷中ZrO2质量分数在34.1%~46.4%时,复合陶瓷的显微结构主要为棒晶;当质量分数为49.6%~53.7%时,其显微结构主要为形状不规则的ZrO2球晶;随着ZrO2含量的增加,复合陶瓷的相对密度逐渐降低(最高可达94.3%),而硬度和断裂韧度均呈先增高后降低的趋势,当ZrO2质量分数为42.6%时,硬度和断裂韧度均达到最高值,分别为13.1 GPa和13.5 MPa.m1/2。     

TiC含量对无压烧结TiC-Al2O3导电陶瓷复合材料微观结构与性能的影响

以Al₂O₃、TiC粉体为原料,采用无压烧结技术制备了TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料,研究了TiC体积分数(30%～45%)对陶瓷复合材料微观结构和性能的影响。结果表明：TiC-Al₂O₃导电陶瓷复合材料主要由Al₂O₃和TiC两相组成;随着TiC含量的增加,陶瓷复合材料的相对密度降低,开口气孔率增大,当TiC体积分数为30%时,相对密度最大,开口气孔率最低,分别为95.5%和3.0%;陶瓷复合材料中导电相TiC均连接为网状结构,随着TiC含量的增加,TiC所形成的网状结构越发完整,陶瓷复合材料的硬度先升高后降低,电阻率和断裂韧度均呈降低趋势,抗弯强度增大;当TiC体积分数为45%时,陶瓷复合材料的抗弯强度最高,电阻率最低,分别为361 MPa和6.95×10^-6Ω·m。     

轻烧MA90尖晶石加入量对刚玉-尖晶石浇注料显微结构和性能的影响

通过固定尖晶石总含量(质量分数23.5%),改变轻烧和死烧MA90尖晶石质量比制备了不同轻烧尖晶石含量的刚玉-尖晶石浇注料,在1 600℃下进行了钢包渣侵蚀试验,研究了轻烧尖晶石含量对该浇注料显微结构和抗渣性能的影响。结果表明:随着轻烧尖晶石质量分数从0增加到23.5%,浇注料的线收缩率增大、显气孔率和体积密度基本不变、强度降低;侵蚀后基体中出现裂纹,且轻烧尖晶石含量较高的裂纹较多;随着轻烧尖晶石含量的增加,浇注料的抗渣侵蚀性逐渐降低,抗渣渗透性逐渐增强;当轻烧尖晶石质量分数为17.6%时,其综合性能最好,显气孔率为15.7%,抗折和耐压强度分别为26.9,107.8 MPa,侵蚀指数和渗透指数分别为0.32和0.91。     

WC与钼质量比对TiC基金属陶瓷显微组织和性能的影响

制备了WC和钼总质量分数为8%,WC与钼质量比分别为1:4,2:3,3:2,4:1的TiC基金属陶瓷,研究了WC与钼质量比对试样显微组织和性能的影响。结果表明：不同WC与钼质量比试样中的硬质相均为芯-环结构,芯相主要为TiC,环相为(Ti, M)C(M为Mo, W,V);当WC与钼质量比大于1时,黏结相中原位析出(Ti, M)C纳米颗粒;随着WC与钼质量比增加,试样的抗弯强度、断裂韧度和硬度均先增大后减小,密度增加,当WC与钼质量比为3:2时,TiC基金属陶瓷的综合性能最佳,密度较高,硬度、抗弯强度、断裂韧度最大,分别为1 546 HV,1 200 MPa, 6.61 MPa·m^1/2;当WC与钼质量比小于1时,弯曲时试样中的硬质相发生穿晶断裂形成解理断面,黏结相发生撕裂变形形成粗糙断面;当WC与钼质量比大于1时,纳米颗粒从黏结相中拔出形成韧窝,WC与钼质量比越大,断口上的韧窝比例越少。     

烧结助剂添加方式对AlN陶瓷力学性能的影响

通过直接添加与原位生成两种方式引入Y_2O_3作为烧结助剂,热压烧结制备了AlN陶瓷;研究了添加方式及添加量对AlN陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:原位生成烧结助剂的方式更有利于AlN陶瓷的致密化,特别是当原位生成的Y_2O_3质量分数为2%时,AlN陶瓷的相对密度达到99.0%,硬度为15.39GPa,抗弯强度为383.0MPa,均高于直接添加Y_2O_3的;同时可获得晶形完整、第二相含量少且大部分位于三叉晶界、晶粒间面-面接触的显微结构;随着原位生成烧结助剂添加量的增多,陶瓷的相对密度下降,在AlN晶界处出现大量第二相而导致陶瓷的硬度、抗弯强度等力学性能也下降。     

不同方法制备TiC/Ni_3Al金属陶瓷的组织与性能

采用粉末冶金法,通过镍粉和铝粉的原位反应合成以及预合成两种方法制备Ni3Al,在1 440~1 470℃真空烧结制备了TiC/Ni3Al金属陶瓷,研究了Ni3Al含量、烧结温度和钼含量对金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明:两种方法制备的金属陶瓷都具有传统金属陶瓷的典型芯环结构;随着Ni3Al含量的增多,金属陶瓷的致密度和抗弯强度均增大,而硬度呈先升后降的趋势;在1 450℃烧结制备的金属陶瓷具有良好的硬度和抗弯强度;钼的添加可以提高TiC/Ni3Al金属陶瓷的抗弯强度,但却使其硬度下降,当钼的质量分数为10%时,TiC/30%Ni3Al金属陶瓷具有良好的综合力学性能,其抗弯强度和硬度分别为1 330 MPa和85.8HRA。     

不同铜含量铜-电气石复合散热材料的制备与性能

以电气石为辐射散热体、铜为黏结相,采用粉末冶金法制备了铜质量分数为15%～30%的铜-电气石复合散热材料,研究了复合材料的显微组织、相对密度、散热性能、抗弯强度及断口形貌。结果表明:随着铜含量的增加,复合材料的组织变得均匀、致密,相对密度增大,散热性能增强;不同铜含量复合材料的散热性能均优于T2紫铜的,在自然条件下的降温速率为T2紫铜的1.95～2.78倍;随着铜含量的增加,复合材料的抗弯强度增大,当铜质量分数不低于20%时,抗弯强度均在30MPa以上,满足电子封装材料的强度要求;当铜质量分数增至25%时,复合材料断口上出现一定量的韧窝,表现出韧性断裂特征。     

α-Si_3N_4与γ-Si_3N_4超高压烧结体的性能对比

以Y2O3-Al2O3-La2O3体系作烧结助剂,在5.4~5.7 GPa、1 620~1 770 K的高温高压条件下进行了α-Si3N4与γ-Si3N4粉体的烧结,研究了烧结体的相对密度、韦氏硬度和物相组成。结果表明:α-Si3N4、γ-Si3N4在烧结后完全转变为β-Si3N4;在相同烧结条件下,γ-Si3N4烧结体的相对密度、维氏硬度比α-Si3N4的高γ-Si3N4与α-Si3N4烧结体的最高相对密度与维氏硬度分别为99.20%,23.42 GPa和98.78%,21.87 GPa;烧结体由相互交错的长柱状β-Si3N4晶粒组成,显微结构均匀。     

Co,Ni, Ti增韧氧化铝/碳化硅刀具复合材料的制备及性能评价

为了探究不同金属元素对氧化铝/碳化硅复合材料的增韧作用,利用热压烧结法(1400℃,20MPa),通过添加Co, Ni, Ti三种元素到氧化铝/碳化硅复合材料进行XRD(X射线衍射)、维氏硬度、弯曲强度和断裂韧性等试验。研究结果表明,加入Co, Ni, Ti后制备的三种复合材料硬度分别提升至5.64GPa, 7.39GPa, 8.29GPa;弯曲强度分别提升到389.2MPa, 871.3MPa, 987.5MPa;断裂韧性分别提升到7.75MPa·m^1/2,7.9MPa·m^1/2,8.9MPa·m^1/2。     

钢渣粉含量对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用热压成型的方法制备钢渣粉改性的树脂基摩擦材料,研究不同含量的钢渣粉对树脂基摩擦材料密度、硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析其磨损机制。研究表明:随着钢渣粉含量增加,密度、硬度、冲击强度均呈现逐渐增加的趋势;钢渣能有效地改善树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能和提高抗热衰退性能,当钢渣粉质量分数为20%时,能够提高材料的摩擦因数,降低磨损率,且材料综合性能最好;随着钢渣粉质量分数的增加,树脂基摩擦材料的磨损形式以黏着磨损和热磨损为主转变为磨粒磨损和热磨损为主。     

苎麻增强环氧树脂复合材料的力学性能

分别以苎麻原麻和碱麻为增强体,KH550为偶联剂,制备了苎麻增强环氧树脂复合材料,研究了偶联剂用量和纤维含量对复合材料力学性能的影响,并对拉伸断口进行了观察。结果表明:当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为2%时,原麻/环氧树脂复合材料的力学性能最好,拉伸强度为172.9MPa,弯曲强度达365.4MPa;当纤维的质量分数为50%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的拉伸性能,拉伸强度为117.3MPa;当纤维的质量分数为40%,偶联剂用量为3%时,碱麻/环氧树脂复合材料具有最好的弯曲性能,弯曲强度达293.2MPa。     

Al_2O_3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料的微观结构与性能

采用真空热压烧结技术制备了纳米TiC体积分数为3%~5%的Al2O3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料,并对其力学性能、相对密度、微观结构和三点弯曲断口形貌进行了研究。结果表明:微纳陶瓷复合材料中存在非典型的灰芯/白环结构;复合材料的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形式;添加的纳米粒子分布于Al2O3基体晶粒的内部与晶界,形成了晶内/晶界型结构,细化了晶粒,强化了晶界,提高了复合材料的强度和相对密度,其抗弯强度、断裂韧度、硬度和相对密度分别为970MPa,5.5MPa·m1/2,20.4GPa和99.5%。     

工艺参数对激光选区熔化成形TA32钛合金成形质量及硬度的影响

采用激光选区熔化（SLM）技术制备TA32钛合金试样,研究了激光功率（200～400 W）、扫描速度(800～1 200 mm·s^-1)和扫描间距（90～130μm）对成形质量及硬度的影响。结果表明：随着扫描速度增加,SLM成形TA32钛合金的表面粗糙度先减小后增大,相对密度和维氏硬度均逐渐降低;随着扫描间距增大,钛合金的表面粗糙度先减小后增大,相对密度和维氏硬度均先降低后升高;随着激光功率增加,钛合金的表面粗糙度先减小后增大,相对密度和维氏硬度均先升高后降低;适用于TA32钛合金SLM成形的激光能量密度范围为45～75 J·mm^-3。     

热压烧结制备碳化硅增韧氧化铝刀具复合材料及其力学性能评价研究

氧化铝陶瓷作为制造切削刀具的优良材料,较低的韧性限制了其应用。选用不同含量的碳化硅(2%,5%和10%)加入氧化铝颗粒中,经球磨后,利用真空热压烧结法(1400℃,20MPa)制备Al₂O₃/SiC复合材料。从X射线衍射(XRD)、致密度、硬度、弯曲强度以及断裂韧性等方面对材料性能进行了分析。结果发现,随着SiC的加入,Al₂O₃/SiC复合陶瓷硬度和抗弯强度增大。当SiC质量分数为5%时,其硬度和弯曲强度最大,最大值分别为1071.98HV和379.83MPa,此时断裂韧性也最大,为6.39MPa·m^1/2。     

玄武岩纤维增强酚醛树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能

以酚醛树脂为基体、玄武岩纤维为增强体制备了玄武岩纤维增强树脂基摩擦材料,研究了树脂含量对其弯曲强度和摩擦磨损性能的影响,并对其磨损机理进行了初步分析。结果表明:该摩擦材料的弯曲强度随树脂含量的增加而提高,当树脂质量分数为35%时开始出现下降趋势;随着树脂含量的增加,摩擦材料吸水率和磨损率呈现下降趋势;当树脂质量分数为25%时,摩擦因数较高、磨损率和吸水率较低,合适的树脂质量分数为25%～30%;当基体树脂的含量相对较低时,玄武岩纤维容易被拉出和剥落;随着树脂含量的增加,摩擦材料的主要磨损机理是磨粒磨损。     

钢渣粉含量对树脂基摩擦材料物理力学性能和摩擦学性能的影响

采用热压成型的方法制备钢渣粉改性的树脂基摩擦材料,研究不同含量的钢渣粉对树脂基摩擦材料密度、硬度、冲击强度和摩擦磨损性能的影响,并通过扫描电镜观察磨损表面的微观形貌,分析其磨损机制。研究表明：随着钢渣粉含量增加,密度、硬度、冲击强度均呈现逐渐增加的趋势;钢渣能有效地改善树脂基摩擦材料的摩擦磨损性能和提高抗热衰退性能,当钢渣粉质量分数为20%时,能够提高材料的摩擦因数,降低磨损率,且材料综合性能最好;随着钢渣粉质量分数的增加,树脂基摩擦材料的磨损形式以黏着磨损和热磨损为主转变为磨粒磨损和热磨损为主。