Li_2CO_3添加量对锂辉石-莫来石复相陶瓷材料性能的影响

以龙岩高岭土、锂辉石和石英为主要原料,经1200～1400℃烧成制备了锂辉石-莫来石复相陶瓷材料,并利用XRD和SEM等测试方法研究了Li_2CO_3对复相陶瓷的物相组成、显微结构及各项性能的影响。结果表明,经1320℃烧成B3配方样品(Li_2CO_3添加量为1.5 wt%)的综合性能最优(吸水率0.70%,体积密度2.13 g·cm~(-3),抗折强度48.1 MPa,热膨胀系数为2.61×10~(-6)℃~(-1))。Li_2CO_3提高锂辉石晶相含量的效果十分显著,有利于降低材料的热膨胀系数。从液相中析出的针棒状莫来石呈相互交织的形貌,赋予材料较高的抗折强度。     

氮化硼-莫来石复合陶瓷材料的制备及性能研究

为了制备性能优异的双辊薄带连铸用陶瓷侧封板,以六方氮化硼和莫来石为主要原料,Y_2O_3、Ti N、Zr O_2、Al N以及Al_2O_3的混合物为添加剂,采用热压烧结法(1 750~1 800℃,120 min,25 MPa,N_2气氛)制备了三种不同组成的氮化硼-莫来石复合陶瓷材料,测试并分析了烧后试样的弯曲强度、硬度、热膨胀系数、物相组成和显微结构。结果表明:1)随着氮化硼含量的增加,莫来石含量的减少,氮化硼-莫来石复合陶瓷试样的弯曲强度、硬度和热膨胀系数均呈现逐渐减小的趋势。2)当六方氮化硼、莫来石和添加剂的添加质量分数分别为50%、30%和20%时,所制备氮化硼-莫来石复合陶瓷材料的综合性能最佳,其弯曲强度为287.5 MPa,硬度为162.3HV5,热膨胀系数约为4.5×10~(-6)℃~(-1)(室温);XRD和SEM分析显示,其主要物相为h-BN、莫来石、α-Al_2O_3以及Si Al4O_2N_4,其中基体相以氮化硼为主,莫来石为第二相,Si Al_4O_2N_4固溶体存在于晶界处,与莫来石共同作用而赋予了材料良好的力学性能。     

ZrO2和TiO2对刚玉质陶瓷蓄热体热震稳定性的影响

采用板状刚玉(＜0.044 mm)、活性氧化铝(d50=1.7 μm)为主要原料,CMC为结合剂,分别制备了无添加剂、添加TiO2、添加ZrO2以及复合添加ZrO2和TiO2 4种刚玉质陶瓷蓄热体试样;试样经1550℃保温2 h热处理后,检测了其热震稳定性、显气孔率和热膨胀系数.结果表明:与无添加剂和单独添加TiO2、单独添加ZrO2的刚玉质陶瓷蓄热体试样相比,复合添加ZrO2和TiO2的刚玉质陶瓷蓄热体试样的热震稳定性显著提高,其原因是:ZrO2的马氏体相变产生微裂纹增韧、钛酸铝(AT)与刚玉的线膨胀系数差形成微裂纹增韧及AT的线膨胀系数低三者协同增韧的机制显著提高了刚玉质陶瓷蓄热体试样的热震稳定性.     

ZrO2含量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.     

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。     

氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响

本文以碳化硅(SiC)、气相SiO2、纳米Al2O3和AlF3·H2O为原料,制备出了碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷,主要研究了AlFa·H2O添加量、烧结温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、孔径分布等性能的影响.用SEM、XRD研究了多孔陶瓷的微观形貌和物相组成.结果表明:AlF3·H2O对莫来石的生成有明显的促进作用,1300℃时,添加AlF3·H2O的样品中检测到莫来石相,多孔陶瓷气孔率随AlF3·H2O加入量增加而升高,而抗弯强度随其增高而先增加后减小,AlF3·H2O添加量为4wt％时,多孔陶瓷气孔率为42.8％,抗弯强度为31.1 MPa.     

添加ZrO_2对Ta_2O_5陶瓷结构与性能的影响

以ZrO2和Ta2O5粉体为原料,采用固相反应法制备了ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷。研究了ZrO2掺杂对Ta2O5陶瓷的相组成、微观结构、抗弯强度、热膨胀系数和抗热震性能的影响。结果表明:ZrO2掺杂可在烧成过程中抑制β-Ta2O5相向α-Ta2O5相的转变,5%(质量分数,下同)ZrO2掺杂Ta2O5陶瓷为β-Ta2O5单相固溶体。3%ZrO2掺杂,显著抑制了Ta2O5陶瓷高温烧结过程中的晶粒长大,避免了晶界开裂;掺杂量达到5%以上时,可显著促进Ta2O5陶瓷的烧结致密化。5%ZrO2掺杂的Ta2O5陶瓷表现出较高的抗弯强度(74.5MPa),低的热膨胀系数(1.96×10-6/℃)和良好的抗热震性能。     

锆溶胶制备及其对刚玉莫来石复相陶瓷性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成了锆溶胶,并在刚玉-莫来石质材料中引入ZrO2,分析了ZrO2溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响特征。研究结果表明,ZrO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,ZrO2的分布可控和均匀掺入,不仅提高复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性,而且还使微观结构可控、晶粒尺寸均匀。加入ZrO2溶胶产生氧化锆粒子的应力诱导相变增韧和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。     

添加MgO对不同SiO2含量的ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷烧结的影响

以高纯石英砂、α-Al2O3、ZrO2为原料,MgO为添加剂(添加质量分数分别为0、1%、2%、3%),经研磨、造粒、成型,并在1 600℃烧结2 h后获得了SiO2含量(w)分别为4%、8%、12%的ZrO2-Al2O3-SiO2系陶瓷试样。采用XRD、SEM对试样进行物相和显微结构的分析。结果表明:1)所制备的ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷的主要物相是单斜氧化锆、莫来石和刚玉,随着SiO2含量(w)由4%增加到12%,SiO2与Al2O3反应生成的莫来石量增加,体积膨胀效应越发明显,导致烧结试样的致密度降低;2)添加MgO促进了ZrO2-Al2O3-SiO2陶瓷的烧结,在SiO2含量为4%(w)的陶瓷中加入1%(w)的MgO时,烧结试样的致密度最大,其相对密度达到90.49%,体积密度为3.90 g·cm-3。     

添加ZrO2对Al2O—SiC系复相陶瓷力学性能的影响

通过ZrO2强化增韧Al2O3-SiC系陶瓷，其复合材料的力学性能在一定程度上获得改善。ZrO2外加含量在0－40wt%范围内，复相陶瓷的断裂韧性保持上升，而其硬度则呈下降的趋势。少量添加ZrO2(≤10wt%)时，其强度得到提高，当ZrO2含量为10wt%左右，强度达到最大值；超过该含量后强度迅速下降。研究结果表明，复相陶瓷力学性能与瓷体中的二相粒子的相变增韧和热应力共配有关。X射线衍射分析研究表明，随着ZrO2含量增加，材料断口相变量增大，断裂韧性也相应提高，确是ZAS（ZrO2增韧Al2O3-SiC)复相材料中ZrO2(t)→ZrO(m)相变增韧起主要作用。当ZrO2添加含量增加时，二相粒子与基体热膨胀系数不匹配，而在复合材料中产生内应力导致瓷体强度降低，研究还表明10wt%ZrO2增韧Al2O3-SiC陶瓷是一种较佳的高温耐磨材料。