稀土氧化物对钛酸铝陶瓷显微结构和力学性能的影响

研究了添加稀土氧化物Y2O3和Y2O3+Nd2O3对钛酸铝陶瓷的烧结温度、力学性能和显微结构的影响.结果表明,添加1%的稀土氧化物可以降低钛酸铝陶瓷的烧结温度,改善其显微结构,提高其力学性能,尤其是添加1%的复合稀土氧化物(Y2O3+Nd2O3)后,钛酸铝陶瓷的抗折强度和断裂韧性是未添加的试样的1.96倍和1.82倍.其性能提高的主要原因是由于稀土元素的细晶强化、净化界面、固溶强化、自增韧补强等作用.     

稀土氧化物对反应烧结合成镁铝尖晶石的影响

以分析纯MgO(粒度<5 um)和活性仅α-Al2O3微粉(粒度<5 um)为主要原料,分别添加不同量的4种稀土氧化物粉末(Y,,2O3、La2O、Nd2O3和CeO2),共混4 h后,在100 MPa下压制成φ30 mm×20 mm的试样,经110℃干燥6 h后,分别于1 100、1 200、1 300、1 400、1 500和1 650 ℃保温3 h烧成.借助DSC、XRD、SEM和能谱分析研究稀土氧化物对反应烧结合成镁铝尖晶石的影响.结果表明:(1)添加稀土氧化物降低了镁铝尖晶石'的结晶温度,促进了尖晶石的晶粒发育;(2)添加3%Nd2O3的试样经1 650℃保温3 h制备出相对密度为92%的镁铝尖晶石;(3)稀土氧化物促进镁铝尖晶石致密化的机理不同:Y2O3和Nd2O3在试样中形成复杂氧化物活化了晶格,而La2O3和CeO2在试样中主要是形成液相,从而促进了镁铝尖晶石的烧结致密化.     

含稀土ZnO-B2O3-SiO2玻璃的化学稳定性

为了探索稀土氧化物掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的影响,利用熔融冷却法制备了掺杂Nd2O3、Gd2O3和Y2O3的ZnO-B2O3-SiO2系玻璃.在一定的条件下,对玻璃在去离子水、酸、碱液态侵蚀介质中的腐蚀行为进行了研究.利用扫描电镜和能谱分析对腐蚀后的玻璃样品表面形貌和成分变化进行了表征,对酸性侵蚀介质中出现的白色沉淀进行了X射线物性分析,同时利用电感耦合等离子光谱仪测定了去离子水中浸出离子的浓度.结果表明:该系统玻璃的化学稳定性顺序为:耐酸性＜耐碱性＜耐水性.稀土氧化物的添加降低了玻璃侵蚀过程中的质量损失,减轻了玻璃的腐蚀程度和抑制了各组分的浸出量.Y2O3、Gd2O3和Nd2O3的添加使得该玻璃在去离子水中钠离子的浸出量从148.703 μg/cm2分别降低到43.751,63.984和138.828 μg/cm2.Nd2O3、Gd2O3和Y2O3掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的改善作用顺序为Y2O3＞ Gd2O3＞ Nd2O3.     

正交试验分析稀土对陶瓷砂轮磨削性能的影响

采用正交实验研究稀土氧化物对陶瓷结合剂砂轮磨削比和喷沙硬度的影响规律.实验证明:与未添加稀土砂轮相比,稀土氧化物能提高砂轮的磨削比和喷砂硬度.并得出三种稀土氧化物对两者的影响顺序:La2O3＞Y2O3＞CeO2,三者的最佳添加量为3％La2O3、3％Y2O3和1％CeO2.正交表中空列的影响较大,需要进一步研究.     

复合稀土氧化物对氧化铝陶瓷耐磨性能的影响研究

讨论了不同类型和不同量的六种稀土氧化物La2O3、ceO2、Y2O3、Sm2O3、Nd2O3、Dy2O3对氧化铝陶瓷进行掺杂的试验过程,研究表明：某两种或两种以上稀土氧化物一起添加到氧化铝陶瓷中,比单一稀土氧化物添加到氧化铝陶瓷中对提高陶瓷耐磨损性能的效果要好。     

基于RE-C22/NR复合材料的机械性能和动态力学性能研究

研究了甲基丙烯酸(MAA)改性氧化钆(Gd2O3)作为天然橡胶(NR)复合材料的新型改性剂,用改性稀土氧化物在不同填料用量下制备了橡胶复合材料.以MAA改性的Gd2O3为RE-C22材料,在不同的填料用量下制备了天然橡胶复合材料.用FTIR、X射线衍射和SEM研究了改性Gd2O3的结构特征.发现有机改性的Gd2O3的粒...     

稀土氧化物对LLDPE热氧稳定性的影响

通过热失重分析不同稀土氧化物对LLDPE热氧分解行为的影响,并采用氧化诱导期、转矩流变分析方法研究了稀土氧化镧对LLDPE热氧分解行为的影响机理.结果表明:LLDPE的热氧分解温度在添加Eu2O3、Gd2O3、La2O3、Nd2O3、Sm2O3、Yb4O7、Pr6O11、Y2O3、Dy2O3得到提高,CeO2则对LLDPE的起始分解温度没有影响,而加入TbO2、Er2O3、Ho2O3则使LLDPE的起始分解温度降低.稀土氧化物对LLDPE的热氧稳定的影响可能与稀土元素与氧的配位作用有关,部分稀土氧化物可能通过与氧的配位作用而减缓了氧分子在LLDPE热氧化形成的交联结构中的扩散速度,从而提高了LLDPE热氧稳定性.     

使用溶胶-凝胶法烧结并添加MgO、TiO2、Y2O3制备的Al2O3-SiC质陶瓷复合材料

利用无压烧结技术制备Al2O3-SiC陶瓷复合材料,并在烧结过程中使用MgO、TiO2、Y2O3等材料作为添加剂。本文研究了添加剂对复合材料的致密度和硬度的影响。采用溶胶-凝胶法使用AlCl3、TEOS、蔗糖和作为前驱体分离出α-Al2O3和β-SiC纳米颗粒。在氮气环境下无压烧结的温度为1 600℃和1 630℃。添加5%(体积)SiC阻碍了Al2O3复合材料的密实化。相比之下,添加纳米MgO、TiO2后Al2O3-5%SiC(体积)复合材料的致密度提高,但Y2O3对复合材料的烧结后的硬度、致密度没影响。烧结温度为1 630℃时复合材料达到最大致密度(97%)。在1 630℃下烧结材料的维氏硬度为17.7GPa。扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料微观结构看到SiC颗粒均匀分布在晶粒边界。本文分别用X-射线衍射(XRD)、同步热分析仪(STA)和电子扫描显微镜(SEM)方法对材料的前驱体和合成物粉末进行了研究。     

机床用Al_2O_3/TiB_2复相陶瓷刀具材料的研究

以α-Al2O3和TiB2为主要原料,采用真空热压烧结工艺制备机床用Al2O3/TiB2复相陶瓷刀具材料。测试和分析了烧结样品的相对密度、弯曲强度、断裂韧性、硬度值、相组成以及显微结构。结果表明,当α-Al2O3添加量为75 wt%,微米TiB2添加量为20 wt%时,所制备的Al2O3/TiB2复相陶瓷刀具材料性能最佳,其相对密度值为98.8%,弯曲强度为606.25 MPa,断裂韧性为4.85 MPa·m1/2,硬度值为26.55 GPa。最佳样品的主晶相为刚玉(Al2O3)和硼化钛(TiB2),次要晶相为氧化钇(Y2O3)。     

CeO_2含量对白云鄂博西尾矿为原料制备的微晶玻璃力学性能的影响

以白云鄂博西尾矿和粉煤灰为主要原料,采用熔铸法制备了高性能的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CAMS)系微晶玻璃。研究了不同晶化温度下CeO2含量对CAMS系微晶玻璃析晶行为、显微结构和力学性能的影响。结果表明:Ce4+离子可以置换辉石相主晶相中Ca2+形成置换固溶体;质量分数为0.6%的CeO2可以降低微晶玻璃的晶化温度、提高辉石相结晶度、促进其形成交错咬合的枝晶结构,从而提高微晶玻璃样品的抗折强度和显微硬度;过量的CeO2富集于辉石相晶间并进而形成Ca2Ce8(SiO4)6O2第二相晶间相,阻碍辉石相的形成和长大,从而使样品的力学性能有所降低。添加0.6%CeO2的微晶玻璃样品经870℃晶化2 h后,抗折强度和显微硬度分别达到234 MPa和6.982 GPa。     

CeO2、La2O3、Y2O3和V2O5对Co-Cu-Sn-Fe超硬工具胎体力学性能的影响

选用Co55Cu29Sn10Fe6作为基础配方,以稀土氧化物(CeO2、La2O3、Y2O3)和V2O5作为添加物,研究它们对Co-Cu-Sn-Fe体系的胎体性能影响.研究发现,稀土氧化物对胎体的硬度改善不大,甚至会使硬度大幅降低,但是对胎体的抗折强度影响显著.CeO2含量在0.5％～0.8％、La2O3含量在0.6％、Y2O3含量在0.2％～0.5％时,抗折强度均较未加稀土氧化物的基础配方(451.9MPa)提高很多.V2O5对胎体的影响与稀土氧化物明显不同.V2O5含量低于1.0％时,胎体的抗折强度会有一定提高,在456.4～551.4MPa之间.     

高梯度氧化锌压敏电阻的制备

采用我公司自制的纳米材料,并添加Ce O2、La2O3、Y2O3、Sm2O3稀土氧化物对氧化锌压敏电阻进行掺杂改性,研究了不同稀土氧化物对氧化锌压敏电阻性能的影响。结果表明,在同等掺杂的情况下,1120℃左右烧结成瓷,制备的氧化锌压敏电阻表现出不同的电性能,其中以Y2O3掺杂改性效果最佳,其能量吸收密度达到284 J/cm3,电位梯度达到308 V/mm,漏电流为4μA,性能优于其他稀土氧化物掺杂改性,更优于传统阀片。     

复合稀土氧化物对氮化硅陶瓷组织和性能影响

采用常压烧结工艺制备了含复合稀土氧化物Y2O3和La2O3的Si3N4陶瓷,并利用万能试验机、显微硬度计、X射线衍射仪和扫描电镜等对Si3N4陶瓷的力学性能、相组成和显微组织进行了分析和讨论.结果表明:1600℃时随着烧结助剂的增加,致密度增加;1700℃和1750℃时随着烧结助剂的增加,致密度先增加后降低,添加8％的Y2O3～La2O3在1700℃下烧结60min,Si3N4陶瓷呈长柱状的β-Si3N4晶粒,抗弯强度为960MPa,断裂韧性为7.5MPaom1/2,具有较好的力学性能.     

聚丙烯/稀土氧化物复合材料性能与微观结构

以稀土氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)为改性剂,聚丙烯(PP)为基体,通过熔融混合挤出制得PP/稀土氧化物复合材料。对该复合材料的力学性能、耐热性、流动性进行了测试和分析,采用扫描电镜对其微观结构进行观察,对稀土氧化物改性PP机理进行了讨论。结果表明,La2O3改性PP比PP基体力学性能、耐热性、流动性均有提升,CeO2对PP基体增韧效果明显。稀土氧化物粒子在复合材料中分散均匀、与PP相容性良好,稀土氧化物使PP得到有效增强增韧。     

立方氮化硅粉体的超高压烧结特性

以冲击波合成的立方氮化硅(γ-Si3N4)粉体为原料,添加Y2O3-Al2O3-La2O3系烧结助剂,进行了超高压烧结,研究了在不同烧结温度与压力下,烧结样品的相对密度、力学性能、物相变化及显微结构.经5.4～5.7 GPa和1670～1770 K,保温保压15 min超高压烧结后,烧结制备的氮化硅陶瓷主要由长柱状晶粒组成,显微结构均匀,y-Si3N4已完全转化为β-si3N4.烧结样品的最高相对密度与Vickers硬度分别为99.16%,23.42GPa.     

烧结工艺对Ti/Al2O3复合材料性能的影响

利用放电等离子烧结技术探讨了烧结工艺对40%(体积分数)Ti/Al2O3复合材料性能的影响。实验结果表明,复合材料的性能受烧结温度的影响最为显著,过度延长保温时间会使晶粒发生异常长大,材料性能降低。烧结温度1300℃,保温时间8min制备的复合材料力学性能最佳,其弯曲强度、断裂韧性、显微硬度和相对密度分别为1002.22MPa,19.73MPa·m1/2,18.14GPa和99.74%。     

Al_2O_3-TiCN/Co-Ni复合材料制备及力学性能

用真空热压烧结法制备了Al2O3-Ti C0.5N0.5/Co-Ni复合材料,用扫描电子显微镜、能谱仪、电子万能试验机和Vickers硬度仪等测试分析了不同烧结参数对样品显微组织及力学性能的影响。结果表明:当烧结温度1 650℃,压力25 MPa,保温时间30 min时,样品的相对密度、抗弯强度(σmax)、断裂韧性(KICmax)和Vickers硬度(HV)的最大值分别达到99.6%,σmax=1 100 MPa,KICmax=10.5 MPa·m1/2和HV=23.7 GPa,样品断口形貌存在混晶断裂特征。     

TiO2对R2O-MgO-Al2O3-SiO2-ZrO2系微晶玻璃析晶及性能的影响

以花岗岩废渣为主要原料,用熔融法制备了添加TiO2的R2O-MgO-Al2 O3-SiO2-ZrO2(RMASZ)系微晶玻璃.采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子万能材料试验机和显微硬度测试仪研究了TiO2对RMASZ系微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及力学性能的影响.结果表明:当TiO2含量为0wt％、0.5wt％、1wt％时析出的主晶相为t-ZrO2和顽火辉石;当TiO2含量为2wt％和3wt％时析出假蓝宝石相,顽火辉石相减少.当TiO2为0.5wt％时晶粒细致均匀,其四点抗弯强度达到122.41 MPa,显微硬度为9.35 GPa.     

B_6O超硬复合材料的高压烧结

在高温高压(3～5GPa,1500～1900K)下通过"一步法"合成了纳米结构B6O超硬复合材料,对合成样品的物理化学性能、微观结构、相组成进行检测。复合材料平均硬度在32GPa,跟立方氮化硼复合片(PcBN)硬度相当。文章对复合材料内部残余应力及断裂韧性进行了分析。对抛光的样品进行了X射线衍射和扫描电镜、透射电镜分析。结果表明在此条件下合成的样品具有较好的烧结特性。     

微波烧结WC-ZrO_2复合材料的微观组织及增韧机理

采用微波烧结工艺制备超细晶WC-ZrO_2复合材料,研究了其显微组织和力学性能。结果表明:ZrO_2含量为10 wt%、烧结温度为1360°C时获得的WC-10ZrO_2复合材料综合性能良好,致密度达98.50%,其断裂韧性和硬度分别为8.13 MPa·m~(1/2)和21.81 GPa。随着烧结温度的升高,致密度增大,硬度也随之升高。温度达到1320°C时,硬度达到最高值22.58 GPa。继续升高温度,晶粒粗化导致硬度降低,但断裂韧性随温度升高不断增大。烧结温度为1360°C时,纯WC试样的硬度为23.92 GPa,当ZrO_2含量增加至14 wt%时,材料的硬度降低至21.3 GPa,但韧性却由4.04 MPa·m~(1/2)大幅度提高至9.60 MPa·m~(1/2)。WC-ZrO_2复合材料断裂主要表现为穿晶断裂,ZrO_2颗粒阻碍了裂纹的扩展,使裂纹发生偏转、绕行和桥接,增加裂纹扩展路径,从而达到增韧的效果。