Al2O3陶瓷制备及性能分析

以纯Al2O3粉、Mg(NO3)2·6H2O、Y(NO3)3·6H2O为原料,于1500℃、1600℃和1700℃常压制备了高纯Al2O3陶瓷,研究了烧结温度和烧结助剂的含量对Al2 O3陶瓷密度、硬度及微观结构的影响.结果表明,添加剂的作用受烧结温度的影响较大,进而影响了烧结体的硬度.     

Al2O3透明陶瓷显微结构的研究

采用高纯Al2O3(＞99.9%)粉末为原料,用无压烧结工艺制备Al2O3透明陶瓷.研究了添加剂Y2O3、烧结温度、保温时间等对Al2O3透明陶瓷显微结构和光学性能的影响.实验结果表明,适量的Y2O3能够抑制Al2O3晶粒的生长,改善烧结性能,但添加量过多会使Al2O3陶瓷气孔略有增加.在1800℃烧结的样品密度接近理论密度,具有较好的光学性能.延长保温时间能够使晶粒长大的同时有效排除晶界处少量气孔.     

Al2O3掺杂对YSZ固体电解质烧结及电性能的影响

研究了用常规共沉淀法掺杂Al2O3对YSZ固体电解质的烧结及电性能的影响．结果表明：适量的Al2O3能提高YSZ材料的烧结性能，促使其致密化，但过量的Al2O3对材料的致密化不利；同时，材料的晶界电导随Al2O3含量的增大表现出先增大后减小的变化趋势，这与Al2O3对YSZ晶界两方面的不同影响有关，Al2O3偏析于晶界一方面能清除晶界上对氧离子电导不利的SiO2，但另一方面也会降低晶界空间电荷层中的自由氧离子空穴的浓度．     

TiAl/Al_2O_3复合材料的原位合成与表征

采取铝热原位合成的方法,以钛白粉和铝粉为原料原位合成制备TiAl/Al2O3复合材料。通过XRD分析了不同温度下反应过程及烧结样品的物相形成规律。分析结果表明:在750℃条件下反应时,原料中心部分变成了黑色,反应生成了钛的低价氧化物。随着温度的升高逐渐形成了部分TiAl金属间化合物和Al2O3。当温度达到1250℃时,反应比较充分,主要生成了TiAl金属间化合物和Al2O3,原位合成了TiAl/Al2O3复合材料。     

LiTaO3颗粒增韧Al2O3陶瓷复合材料的制备与性能

通过冷等胸压成型空气气氛下元压烧结把LiTaO3压电陶瓷颗粒作为增韧相引入Al2O3结构陶瓷，结果发现，LiTaO3与Al2O3在1300℃烧结后能稳定共存，LiTaO3颗粒弥散均匀分布；LiTaO3的加入改善了Al2O3陶瓷的烧结性能；LiTaO3颗粒含量适中的Al2O3基陶瓷复合材料的力学性能显著提高。     

原位热压合成Ti3AlC2/Al2O3复合材料的研究

以Ti,Al,Tic,TiO2粉末为原料,采用原位热压合成法制备了Ti3AlC2/Al2O3复合材料.主要考察不同Al2O3含量对复合材料性能的影响.在1 400℃,30 MPa压力,保温2 h条件下烧结制得致密的Ti3Alc2/Al2O3块体材料.采用XRD分析了不同Al2O3,含量的复合材料的相组成.用SEM观察组织结构特征.测量了维氏硬度和电导率同Al2O3含量的关系曲线.研究结果表明,A12O3,的加入可大幅度提高复合材的硬度.Ti3AlC2/25%A12O3的维氏硬度可达8.7 GPa.虽然添加Al2O3后复合材料的电导率有所下降,但Al2O3对复合材料强度和硬度的增加有显著的贡献.Ti3Al2C2/Al2O3乃不失为一种性能良好的高温结材材料.     

常压烧结制备亚微米晶Al2O3陶瓷及其力学性能研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结法制备亚微米晶Al2O3陶瓷。研究了烧结温度、烧结助剂对Al2O3陶瓷的致密化过程、显微结构及力学性能的影响。结果表明:添加一定量的复合助剂MgO-Y2O3可起到促进Al2O3陶瓷致密化,细化显微结构,并改善其力学性能的作用。经1450℃常压烧结1h可获得相对密度达99.6%、平均晶粒尺寸约0.71μm的亚微米晶Al2O3陶瓷,其维氏硬度和断裂韧性分别为18.5GPa和4.6 MPa·m1/2。     

常压烧结制备亚微米晶Al2O3陶瓷及其力学性能研究

以高纯α-Al2O3粉体为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结法制备亚微米晶Al2O3陶瓷。研究了烧结温度、烧结助剂对Al2O3陶瓷的致密化过程、显微结构及力学性能的影响。结果表明:添加一定量的复合助剂MgO-Y2O3可起到促进Al2O3陶瓷致密化,细化显微结构,并改善其力学性能的作用。经1450℃常压烧结1h可获得相对密度达99.6%、平均晶粒尺寸约0.71μm的亚微米晶Al2O3陶瓷,其维氏硬度和断裂韧性分别为18.5GPa和4.6 MPa·m1/2。     

多孔Al_2O_3陶瓷/Al_2O_3超微粉/环氧树脂新型复合材料的性能研究

以孔隙规则排列的Al2O3多孔陶瓷为骨架,制备了多孔Al2O3陶瓷/Al2O3超微粉/环氧树脂新型复合材料。研究了三维连通陶瓷骨架对复合材料力学性能和高温尺寸稳定性的影响。研究结果表明,新型复合材料具有更优越的室温和高温力学性能。当陶瓷骨架含量为16.8%时,其室温的抗弯强度、抗弯模量、抗压强度和抗压模量分别为115.5MPa、3.6GPa、170.2MPa、2.4GPa。在120℃压缩时,其抗压强度、抗压模量分别为47.8MPa、0.9GPa。新型复合材料具有良好的高温尺寸稳定性,在180℃尚未发现变形。     

热压反应烧结法制备Al_2O_3/Ti_2AlC复合材料及其微观结构和性能

以Ti、Al和活性炭粉为原料,通过高能球磨及热压反应烧结法在1200℃合成Al2O3/Ti2AlC复合材料,即是在Ti2AlC层状材料的制备过程中同时被合成。研究了烧结温度对反应产物的影响,并重点分析了材料微观结构和性能的关系。结果表明:高能球磨使Ti2AlC的烧结温度降低,热压烧结在1200℃时得到了物相比较均匀、致密的Al2O3/Ti2AlC复合材料;同时分析材料微观结构,少量Al2O3的引入抑制了Ti2A1C晶体的异常长大,使得晶粒细小且均匀。力学性能测试表明,该材料室温抗弯强度可达275.4MPa,断裂韧度可达10.5MPa.m1/2,密度为4.2g/cm3。     

ZrO2、SiO2改性对Al2O3薄膜的影响

Al2O3薄膜的应用近年受到很大的关注，它在过滤和分离等领域内具有极大的应用前景，但就其本身而言，仍存在一些不足之处。本文用Sol-Gel法制备了掺杂ZrO2、SiO2的改性Al2O3薄膜，并通过SEM、XRD等方法进行了表征。实验表明，掺杂后能提高Al2O3薄膜的化学稳定性和延缓烧结过程中的相变，使薄膜的性能得到提高。     

掺入Al2O3对固体氧化物电解质材料YSZ性能影响的研究

在立方相的钇稳定化氧化锆[(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08](YSZ)中，掺入少许不同量的Al2O2，研究其对基体材料YSZ的烧结性能、机械强度和导电性能的影响，并对其机理进行了分析。实验结果表明，掺入Al2O2能够明显降低电解质烧结温度，改善烧结性能。在1300℃烧结1h后，少量掺杂Al2O3的样品晶粒尺寸明显比纯YSZ样品的小；从阻抗谱图上可以看出，随着Al2O3含量的zk加，晶界电阻不断减小，在掺杂比例为4％(质量分数)时，达到最小点。而后随着Al2O3含量的zk加，晶界电阻又呈上升趋势。用纯YSZ和掺4％(质量分数)Al2O的材料制成SOFC，得到伏安特性曲线，结果表明，掺4％(质量分数)Al2O3的性能比YSZ好。     

纳米Cu-Al2O3复合材料的烧结法制备研究

研究了纳米Al2O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料制备技术.选用纳米级Al2O3陶瓷颗粒作为增强相,采用超声波增强化学镀的方法完成对纳米Al2O3陶瓷颗粒金属铜包覆,热压烧结成纳米Al2O3陶瓷颗粒增强铜基复合材料,开采用XRD、TEM等分析测试技术对其组织性能进行研究.     

α-Al_2O_3稳定浆料的研究

本文研究了分散剂种类及数量、pH值等对大颗粒α－Al2O3陶瓷浆料稳定性的影响，得到了具有一定粘度和流动性适于制备α－Al2O3陶瓷膜管的稳定浆料．     

ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷的力学性能和增韧机制

对通过热压烧结法制备的3种陶瓷99.5vol%Al2O3(AD995)、ZrO2(15vol%)/Al2O3和ZrO2(25vol%)/Al2O3的力学性能和增韧机制进行了实验和理论研究。基于复合材料细观力学理论并考虑ZrO2的相变特性,建立了描述ZrO2/Al2O3陶瓷力学性能的本构模型。结果表明:ZrO2的加入细化了基体Al2O3晶粒,ZrO2/Al2O3陶瓷的致密性得到提高;3种陶瓷试件的破坏呈现小变形到脆性破坏的特点,压缩加载下试件应力-应变曲线近似为线性关系;AD995陶瓷的断裂韧性为5.65 MPa·m1/2,ZrO2(25vol%)/Al2O3陶瓷的断裂韧性为8.42 MPa·m1/2,提高了近50%;随ZrO2增韧相含量的增加,ZrO2/Al2O3陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加,这一变化趋势与实验结果有良好的一致性。     

Al_2O_3-ZrO_2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷的断裂韧性

以Al2O3-ZrO2复合粉末、W、Cr、Ni、Co粉末为原料,采用热压烧结工艺制备了性能优良的Al2O3-ZrO2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷复合材料。通过SEM,EDS,XRD等手段分析其微观组织,单边梁开口法(SENB)测量其断裂韧性。实验结果表明在1320℃,20MPa条件下热压烧结制备的Al2O3-ZrO2/W/Cr/Ni/Co金属陶瓷的断裂韧性为7.16±0.4MPa.m1/2,硬度为83.3HRA,横向断裂强度为540MPa,相对致密度为97.4%;对维氏压痕下裂纹扩展进行了分析,其增韧机理为延性金属对裂纹的桥梁作用和氧化锆相变增韧,在裂纹通过时硬质相以沿晶断裂为主。     

气压烧结Al2O3/TiCN复合材料的力学性能与显微结构

运用二步气压烧结工艺成功制备了Al2O3-30%(质量分数)TiCN复合材料.材料的相对密度达到99.5%,抗折强度为772MPa,硬度为19.6GPa,断裂韧性高达5.82MPa/m2.该材料的烧结过程为固相烧结,烧结过程中TiCN颗粒几乎没有长大,而Al2O3颗粒则长大为原来3倍左右.材料在冷却过程中由于Al2O3和TiCN的热力学性能的失配而引起的界面微应力增长到50MPa左右,不会在材料中导致晶界开裂,但却足以使晶粒发生位错,从而使材料的性能得以增强.     

纳米Al2O3与SiO2的制备及在陶瓷釉料中的应用

以普通无机盐为原料采用沉淀法制备了纳米Al2O3和SiO2.XRD分析表明样品为无定形结构,SEM分析表明得到的纳米Al2O3和SiO2均为球形颗粒,直径分别为90m和300nm.将合成的纳米材料添加至陶瓷面釉进行烧结测试,结果表明,添加纳米材料釉料的烧结温度比普通釉料的烧结温度降低了30℃,釉层性能明显得到改善,釉料良好的性能源于纳米材料较大的表面积及高的烧结活性.     

纳米Al_2O_3分布对Al_2O_3/PE-EVA复合材料导热性能与力学性能的影响

旨在将纳米Al2O3分散在聚乙烯(PE)和乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)的共混物中,构建具有选择性分布结构的局域高粒子浓度导热复合材料。采用纳米Al2O3为导热填料,以PE和EVA为基体树脂,使用熔融共混法制备了Al2O3/PE-EVA导热复合材料。利用选择性溶液萃取方法和SEM研究了PE-EVA共混物的相结构及纳米Al2O3在共混物中的分布,评价了Al2O3/PE-EVA复合材料的导热性能与力学性能。结果表明:在PE与EVA质量比为1∶1时可获得具有两相共连续结构的共混物;在两相共连续PE-EVA共混物中引入纳米Al2O3后,发现纳米Al2O3主要分布在PE相中;纳米Al2O3的分布行为及共连续结构的形成有助于提高复合材料的导热性能,在纳米Al2O3质量分数为50%时,与Al2O3/PE复合材料相比,具有选择分布和相连续结构的Al2O3/PEEVA复合材料的热导率提高了21.2%;随着纳米Al2O3质量分数的增加,Al2O3/PE-EVA复合材料的拉伸强度与Al2O3/PE复合材料的拉伸强度相近,同时由于EVA相的增韧作用,其断裂伸长率优于Al2O3/PE复合材料。     

纳米Al2O3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米Al2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米Al2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米Al2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米Al2O3化学镀铜粉的烧结.