以Ba云母为主晶相的可切削玻璃陶瓷

基于Ｂａ０．５Ｍｇ３（Ｓｉ３ＡｌＯ１０）Ｆ２－Ｍｇ２Ａ１４Ｓｉ５Ｏ１８－Ｃａ３（ＰＯ４）２系统，制备出了以含Ｂａ碱士云母为主晶相的可切削玻璃陶瓷，弯曲强度σｂ＝２２９ＭＰａ，断裂韧性Ｋｌｃ＝２．４８ＭＰ·ｍ１／２；钻孔速度大于７ｍｍ／ｍｉｎ．优良性能的获得借助于Ｂａ云母玻璃陶瓷可控的显微组织，即相互交错的云母体和“卷心菜”的组织特征．观察到了两类类型的断口形貌：云母晶体层内断的层状花样和沿（００１）晶面层间断的小刻面花样．     

以钙云母为主相的可切削微晶玻璃的显微结构和性能

研究根据提高云母层结合强度的构想,研制以钙云母为主相可切削微晶玻璃,以钙云母和氧化锆为主相的微晶玻璃,具有棒状,长径比大,相互交错的晶粒,强度184MPa,断裂韧性2.17MPa.m^1/2,比目前临床用VITA提高了一倍,切削性能优良,材料的断裂和加工断口主要是云母层间的解理断裂和准解理断裂,故切削面光滑,易于保证加工的精度。同时说明提高云母层间结合强度是此类材料增强的本质所在。     

具有定向显微结构的高强云母微晶玻璃

对云母微晶玻璃进行热压变形处理,得到力学性能良好的新型云母微晶玻璃,其抗弯强度和断裂韧性可达３００ＭＰａ和２．８ＭＰａ·ｍ＾１／２,比传统云母微晶玻璃提高了２￣３倍,扫描电镜和Ｘ射线衍射的研究结果表明：云母晶体在微晶玻璃中发生定向排列,其晶面垂直于热压方向,微晶玻璃力学性能的提高来源于微晶玻璃的这种独特的显微结构。     

一种可切削玻璃陶瓷的压痕断裂特性

将断裂韧性测试的压痕方法与压痕弯曲方法相结合，独立地分离出了压痕残余应力因子ｘ，使其成为可测参量，并建立了压痕一压痕弯曲的断裂韧性测试方法．将这种方法应用于一种可切削玻璃陶瓷的测试，获得的Ｋ１ｃ值为Ｋ１ｃ＝２．０３ＭＰａ·ｍ１／２，与单边切口法（ＳＥＮＢ）获得的Ｋ１ｃ值有较好的一致性．测得的残余应力因子Ｘ＝０．０９３，符合Ａｎｓｔｉｓ经验公式的预测．     

晶核剂的选择对可切削玻璃陶瓷析晶性能的影响

对可切削玻璃陶瓷材料来讲,其内部云母微晶相的含量及云母晶体间交错程度的大小直接影响材料的性能.本文采用添加不同的晶核剂的方法,通过差热分析(DTA)、扫描电镜(SEM)及X射线衍射(XRD)测试分析,研究了晶核剂对可切削玻璃陶瓷析晶性能的影响.研究表明同时采用F和Ti作为晶核剂时,材料内部的晶相含量明显提高,并且材料的可切削性能也得到了改善.     

以钙云母为主相微晶玻璃的可切削性评价

对ＣａＯ－ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２－Ｆ系钙云母可切削微晶玻璃的显微结构、性能和可切削性之间的关系进行了研究。板条状、长径比大晶粒及相互交错的晶粒分布使微晶玻璃易于切削,脆性参数可作为云母基可切削微晶玻璃切削性能的评价参数。     

不同重力环境对AlN-玻璃复相陶瓷显微结构的影响

采用SHS化学炉为热源,在抛物线飞行飞机上进行了一系列不同重力环境下的A1N－玻璃复相材料的液相烧结,研究了烧结过程中,不同重力水平对材料显微结构和扩散行为的影响。研究结果表明：超重力条件下物相会发生偏析,而策重力条件下,物质扩散均匀,可促进晶粒的正常发育,有利于材料显微结构的均匀性。     

一种新型掺铕磁性生物玻璃陶瓷的制备与研究

通过溶胶．凝胶（sol-gel）工艺制备了一种掺铕磷灰石，硅灰石磁性生物玻璃陶瓷（apatite-wollastonite magnetic glass ceramic，AWMGC）。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、振动磁强计（VSM）等方法分析材料晶相组成、显微结构、磁性、生物活性；并通过与人肝细胞L02、骨髓基质干细胞（MSC）复合培养对新制备的AWMGC的生物相容性及其对人体细胞的作用进行了实验分析。结果表明：掺有适量稀土铕（Eu）的生物玻璃陶瓷既能够保持良好的生物活性，又能表现出一定的磁性。是一类十分具有发展潜力的骨修复材料、骨组织工程支架材料。     

玻璃陶瓷的研究与发展

玻璃陶瓷以其优良的性能现已成为一种新型的功能材料和结构材料,备受研究者的瞩目.本文论述了玻璃陶瓷在成分设计、组成体系、显微结构和制备方法上的研究进展,在光、电、生、化等领域的广泛应用,并预测了其未来发展前景.     

一种可切削玻璃陶瓷压痕裂纹在残余应力驱动下的非平衡扩展特性

本文将Ｇｕｐｔａ等人提出的用压痕实验来测定脆性材料应力腐蚀指数ｎ的方法［１］进行了改进，使其可以直接测定压痕径向裂纹在压痕塑性区残余应力驱动下非平衡扩展的Ｖ－Ｋ１关系曲线，并用这一方法对一种可切削玻璃陶瓷及其原始玻璃，分别在水及空气介质中的应力腐蚀指数ｎ及Ｖ－Ｋ１曲线进行了测定，结果表明，水显著提高裂纹扩展速率，使Ｖ－Ｋ１曲线左移，ｎ值下降，而结晶化则起相反作用．     

3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层的微观结构与性能

为了提高钢基体微晶玻璃涂层的韧性, 在Q235钢基体上采用涂搪法制备了钇稳定四方相氧化锆/Li₂O- ZnO-Al₂O₃-SiO₂ (3Y-TZP/LZAS) 微晶玻璃功能梯度涂层。采用XRD、SEM分析了梯度涂层的物相组成和微观结构, 采用压痕法测试并计算了涂层的显微硬度和断裂韧性, 通过粘接-拉伸法测试了涂层的结合强度。结果表明, 3Y-TZP/LZAS微晶玻璃功能梯度涂层各层之间的界面结合紧密; 涂层与钢基体依靠玻璃中的SiO₂与铁的氧化物发生界面反应形成牢固的结合, 反应产物为Fe₂SiO₄和FeSiO₃; 涂层的显微硬度和断裂韧性沿涂层厚度方向逐渐增大, 涂层韧性提高是表面残余压应力增韧、3Y-TZP相变及3Y-TZP的颗粒增韧共同作用的结果; 梯度涂层与Q235的结合强度达16.3 MPa。热震实验表明, 梯度涂层在300℃下经历30余次热循环, 表现出较好的抗热震性能。     

云母微晶玻璃/Y-TZP复相材料的制备和力学性能

本文用烧结法制备了云母微晶玻璃／－TZP复相材料,用X光衍射分析（XRD）法测定了材料断裂过程中氧化锆的相变体积分数,用拉曼微探针谱测定了相变区宽度,并对增韧机制进行了研究．结果表明：氧化锆的加入可以显著提高材料的力学性能．当加入40vol％ZrO₂时,云母微晶玻璃的强度和断裂韧性分别可达446MPa和4．8MPam^1／2氧化锆的相变分数随氧化锆含量的增加而减小,而相变区宽度随氧化锆含量的增加而增大;氧化锆主要通过应力诱导相交增韧机制来提高云母微晶玻璃的断裂韧性,但随着氧化锆含量的增加,裂纹在氧化锆颗粒附近的偏转会进一步提高材料的断裂韧性．     

等离子喷涂 AP40生物活性玻璃陶瓷涂层的结构和性能

采用大气等离子喷涂技术，在TiA16V4基体上制备了AP40玻璃陶瓷涂层．利用光学显微镜、SEM和XRD分析技术对涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究．探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响，并按德国DIN 50160标准进行涂层的拉伸强度试验．结果表明：等离子喷涂AP40玻璃陶瓷涂层在喷涂态，只有较低的结晶度．喷涂工艺对涂层的孔隙率和粉末沉积率有较大的影响．合适的热处理工艺可提高涂层的结晶度，减少孔隙以及提高结合强度．     

铁氧体-微晶玻璃纳米复合材料的结构与性能

采用溶胶-凝胶工艺首先合成了NICuZn铁氧体纳米粉末和MgO－Al₂O₃-SiO₂(MAS)凝胶玻璃粉末,将两种粉末按一定比例均匀混合,烧结后得到了由NiCuZn铁氧体和堇青石微晶体两相共存的铁氧体一微晶玻璃纳米复合材料。该材料具有可调控的电磁性能,其起始磁导率高于3、介电常数低于6、截止频率高于2GHz,可望用作持高频多层片式电感介质材料．     

云母微晶玻璃的裂纹愈合研究

通过热处理对云母微晶玻璃预制裂纹的愈合进行了初步的探索与研究,分析认为其愈合过程可分为裂面内凹与裂尖钝化、裂腔分节与球化和球化孔洞的缩小愈合三个部分.在与外界无物质交换的条件下,材料内部裂纹与损伤的愈合靠内部物质迁移及结构变化完成.该系列微晶玻璃的裂纹愈合主要受愈合温度的影响.     

铁氧体－微晶玻璃纳米复合材料的结构与性能

采用溶胶-凝胶工艺首先合成了NICuZn铁氧体纳米粉末和MgO－Al2O3-SiO2(MAS)凝胶玻璃粉末,将两种粉末按一定比例均匀混合,烧结后得到了由NiCuZn铁氧体和堇青石微晶体两相共存的铁氧体一微晶玻璃纳米复合材料。该材料具有可调控的电磁性能,其起始磁导率高于3、介电常数低于6、截止频率高于2GHz,可望用作持高频多层片式电感介质材料．     

SiC w/BAS复合材料的显微结构及力学性能的研究

本文采用热压烧结法制备出致密的SiCw增强BAS玻璃陶瓷基复合材料．结果表明,BAS基体晶化后获得以钡长石为主晶相和莫来石为次晶相的复相BAS玻璃陶瓷．晶须的加入对BAS基体有显著的强韧化效果,加入30vol％SiCw可使材料的室温抗弯强度和断裂韧性分别由基体的156MPa和1．40MPa·m1/2提高到356MPa和4．06MPa·m1/2．TEM观察结果表明,晶须／基体界面结合良好,无界面反应物和非晶层的存在．断口形貌和压痕裂纹扩展路径的SEM观察结果表明,复合材料的主要增韧机制为裂纹偏转、晶须的拔出和桥接．     

SiCw/BAS复合材料的显微结构及力学性能的研究

本文采用热压烧结法制备出致密的SiC_w增强BAS玻璃陶瓷基复合材料．结果表明,BAS基体晶化后获得以钡长石为主晶相和莫来石为次晶相的复相BAS玻璃陶瓷．晶须的加入对BAS基体有显著的强韧化效果,加入30vol％SiC_w可使材料的室温抗弯强度和断裂韧性分别由基体的156MPa和1．40MPa·m^1/2提高到356MPa和4．06MPa·m^1/2．TEM观察结果表明,晶须／基体界面结合良好,无界面反应物和非晶层的存在．断口形貌和压痕裂纹扩展路径的SEM观察结果表明,复合材料的主要增韧机制为裂纹偏转、晶须的拔出和桥接．     

添加成孔剂法制备孔径、气孔率可控的多孔玻璃陶瓷

研究了采用添加成孔剂法制备具有相互贯通气孔的多孔生物玻璃陶瓷的方法及其性能.多孔玻璃陶瓷主晶相为氟磷灰石和β-硅灰石,气孔率在49％-82％间连续可控,气孔由成孔剂热解排除形成的球形宏观孔(孔径200-850μm)和玻璃粉体烧结形成的微观孔(孔径2-4μm)组成,宏观孔孔径取决于成孔剂粒径并通过孔壁上的孔洞(孔径50-300μm)相互连通.塑性成孔剂硬脂酸受压产生塑性变形,添加硬脂酸的素坯强度高、可加工,烧结产物强度较高、气孔为扁球状;刚性成孔剂聚苯乙烯受压产生弹性变形,添加聚苯乙烯的素坯疏松、不可加工,烧结产物强度较低、气孔呈圆球状.成形压力对添加塑性成孔剂的样品性能影响显著,而对添加刚性成孔剂的样品性能无显著影响.气孔率与成孔剂的含量成良好的线性关系,通过控制成孔剂粒径和加入量可达到气孔率、孔径可控的目的.孔径一定时抗压强度与总气孔率成良好的二次曲线关系.     

氟硅碱钙石微晶/玻璃自生复合材料的制备及其可加工性能研究

以常见的Na2CO3、K2CO3、CaCO3、SiO2、CaF2等为原料,采用烧结法制备出具有可加工性能的氟硅碱钙石微晶/玻璃自生复合材料,并结合金相显微镜、SEM、EDS等测试方法对其可加工性能的机理进行了探索.结果表明:该材料具有可加工的性能,加工表面螺纹的纹理清晰,显示出类似塑性加工的特性;晶体呈明显的短柱状结构,长径比平均为5∶1,EDS分析其主晶相的化学式为K2Na4Ca6Si12O30F6.