溶胶-凝胶法制备BAS玻璃陶瓷

采用预先部分水解的正硅酸乙酯、正硅酸乙酯与乙醇钡之间的中和反应生成复合醇盐以及选择合适的醇盐混合次序等方法,在加水量为水／ 醇盐（ 摩尔比） ＝ ６ ～８ 的条件下,成功合成出均匀透明的ＢＡＳ（ＢａＯＡｌ２Ｏ３ＳｉＯ２） 凝胶．在干燥、焙烧与致密化处理后,获得具有８０ ％ 以上架状与纯架状分子网络结构、网络断键程度小于１２ ％ 的ＢＡＳ凝胶玻璃．其粉体经热压与热处理后,获得以单斜钡长石为主晶相的ＢＡＳ玻璃陶瓷,其室温的σｆ ＝ １３４ ＭＰａ,１２５０ ℃的σｆ ＝ １００ ＭＰａ,α＝ ４－５×１０ － ６／ ℃,有可能作为１ ２００ ℃以上工作的复合材料基体材料．     

氧化铝陶瓷的凝胶注模成型研究（2）悬浮体的凝胶化

对凝胶注模成型氧化铝的具体工艺参数进行了初步的研究，包括单体用量、单体与交联剂的比例、引发剂的用量和固相含量等参数对凝胶注模成型部件的质量和性能的影响．研究表明，预混液中单体AM用量为24％(质量比)左右、单体与交联剂用量比例在24％(质量比)以下、引发剂用量为0．014ml以上时，能得到足够进行机加工所需强度的坯体；在保证流变性要求的前提下尽量提高固相含量，对获得高密度和高强度的坯体有利．此外，悬浮液抽真空除气对提高坯体的强度影响明显。     

氧化锆增韧陶瓷的室温动态疲劳

用动态疲劳试验法研究了３Ｙ－ＴＺＰ和３Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３（２０Ｗｔ％）陶瓷在空气中的室温动态疲劳，并讨论了疲劳慢裂纹扩展特性。另外利用动态疲劳数据对两种陶瓷的平均寿命进行了预测，两种陶瓷材料在室温下均存在慢裂纹扩展，主要是由空气中水蒸汽的应力腐蚀所造成的，且裂纹是沿晶界玻璃相扩展的，相变诱发的表面压应力和裂纹尖端的正应主为可提高疲劳抗力。在８００ＭＰａ应力作用下３Ｙ－ＴＺＰ和３Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ     

溶胶—凝胶法制备钇掺杂纳米氧化锆

以氯氧化锆为原料,氨水为沉淀剂,经溶胶-凝胶法制备了钇掺杂的纳米氧化锆.分别以水和乙醇作溶剂,对比研究了不同溶剂体系获得的前驱体溶胶、凝胶的性能,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重—差示扫描量热仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对前驱体干凝胶粉末和产物进行了表征.结果表明:水溶剂体系制备出的溶胶、凝胶性质较好,干凝胶经650℃,2h煅烧,可得到分散性好的、钇完全固溶的四方相纳米氧化锆粉体.     

稳定氧化锆陶瓷的热膨胀特性

应用热机械分析（ＴＭＡ）研究了ＭｇＯ部分稳定氧化锆陶瓷的热膨胀特性,ＭｇＯ－ＰＳＺ陶瓷经一定条件热处理后,其单斜→四方相变可以在４６０￣８３０℃和１１５０￣１１８０℃两个温度范围发生。在４６０￣８３０℃的单斜→四方相变降低了ＭｇＯ－ＰＳＺ的热膨胀系数和伴随相变产生的体积收缩,从而改善其抗热震性。     

氧化铝陶瓷的凝胶注模成型研究(2)悬浮体的凝胶化

对凝胶注模成型氧化铝的具体工艺参数进行了初步的研究,包括单体用量、单体与交联剂的比例、引发剂的用量和固相含量等参数对凝胶注模成型部件的质量和性能的影响.研究表明,预混液中单体AM用量为24%(质量比)左右、单体与交联剂用量比例在24%(质量比)以下、引发剂用量为0.014 mL以上时,能得到足够进行机加工所需强度的坯体;在保证流变性要求的前提下尽量提高固相含量,对获得高密度和高强度的坯体有利.此外,悬浮液抽真空除气对提高坯体的强度影响明显.     

氧化锆陶瓷中马氏体相变晶体学和相变机制研究的进展

本文综述了自氧化锆被开发应用以来,人们关于氧化锆中马氏体相变晶体学和相变机制的研究成果。指出了目前在这两方面研究中还存在着的问题,并对今后研究的方向提出了一些看法。     

氧化锆流延基片的烧结温度及其性能研究

比较了3种不同的烧结温度对氧化锆流延基片性能的影响。结果表明,随着烧结温度的升高,基片的收缩率和相对密度增加、硬度增加、气孔率减小、晶粒和气孔的平均尺寸均有所增加。在1500℃保温3h可以获得较高的致密度（相对密度97．8％）和合适的晶粒尺寸,试样在1073K时离子电导率为1．187×10^-2S·cm^-1,烧结体物相主要为四方相。     

氧化铝陶瓷凝胶注模成型影响因素的研究

探讨陶瓷凝胶注模成型的机理和特点，研究固相体积含量、pH值、分散剂等对制备低粘度、高固相体积含量的氧化铝陶瓷悬浮液的影响。实验结果表明，固相体积分数为55％浆料的粘度可以满足注模的需要，坯体抗弯强度可达30Mpa。控制pH值为9左右，加入8％的PMAA-NH4分散剂，可制得粘度低、流动性好适宜于复杂形状制品注模的陶瓷浆料。     

基于快速成型和凝胶注模的压电陶瓷成型工艺

采用快速成型和快速模具技术制备了具有复杂结构的模具.采用凝胶注模成型工艺成功制备出固相体积百分数含量为55,粘度小于1 Pa.s的PMN-PZT压电陶瓷悬浮体.考察了分散剂加入量、球磨时间、pH值与注模浆料流变性之间的关系,从而获得最佳浆料配制条件为:分散剂用量的质量百分数约在0.8~1.2左右,pH值为10~11,球磨时间为8 h.将PMN-PZT浆料注入模具,经过热处理和后处理便得到了具有复杂结构的压电陶瓷部件.对比了快速成型和凝胶注模与传统模压成型工艺制备的样品,扫描电镜(SEM)显微形貌分析和电学性能测定表明:快速成型和凝胶注模工艺制备的样品与模压工艺制备的样品相比较,其显微结构均匀致密、晶粒大小与晶界分布均匀,气孔率更小,电学性能更均匀.     

AlN陶瓷的凝胶注模成型及其导热性能

为了解决AlN陶瓷难于制备复杂形状、生产成本高、重复性差等问题,采用无毒的壳聚糖体系,以Y2O3+CaF2为烧结助剂,利用凝胶注模成型及无压烧结制备了AlN陶瓷.利用粘度计、X射线衍射仪、扫描电镜等对AlN陶瓷浆料性能和AlN陶瓷的显微组织与导热性能进行研究.结果表明:戊二醛浓度、pH值及壳聚糖含量对凝胶化时间有影响;醋酸含量降低、固相含量增加会使AlN陶瓷浆料粘度下降;真空处理有助于陶瓷浆料中气泡的去除;Y2O3+CaF2烧结助剂不但可以降低烧结温度,还可有效改善AlN陶瓷的导热性能;固相含量为52vol.%的AlN陶瓷坯体无压烧结后,热导率达到95.6 W/(m·K).     

氧化铝陶瓷的凝胶注模成型研究 (1)悬浮液的分散与流变性

对用于凝胶注模成型的氧化铝悬浮液进行了分散效果和流变性的研究.根据液体介质中分散固体颗粒的三种基本分散机制,通过调节悬浮液的pH值和加入分散剂来获得沉降量最少、分散效果最好的悬浮液.实验表明pH值、分散剂用量均会明显的影响悬浮液的分散效果和流变性.当pH=9、分散剂用量为0.25%(质量比)时,效果最好.在此基础上,研究了固相含量对悬浮液流变性的影响,并制备了固相含量达51.28%(体积比)的浓悬浮液,粘度为969rnPa·s,完全能满足凝胶注模成型的要求.     

纳米羟基磷灰石复合陶瓷生物摩擦学行为研究

采用沉淀法合成了纳米羟基磷灰石（HA）粉体，无压烧结工艺制备了HA／PSZ陶瓷复合材料．利用材料试验分析系统（MTS）和纳米硬度分析测试系统（Triboindenter）测定了复合材料的宏观和微观力学性能，用销盘式摩擦磨损试验机考察了血浆润滑条件下复合材料的生物摩擦学性能，探讨了力学性能与摩擦学性能之间的关系．结果表明，无压烧结HA／PSZ复合陶瓷材料断裂韧性比纯HA陶瓷提高近2．7倍，弯曲强度提高近1倍．纳米硬度最高值为10．6GPa，纳米弹性模量为156．OGPa．血浆润滑条件下，HA／PSZ陶瓷和UHMWPE摩擦副的摩擦系数与HA的含量有关，UHMWPE的磨损率与HA／psz复合陶瓷摩擦副的硬度和断裂韧性存在反比关系．     

ZrO＿2—20wt％Al_2O_3陶瓷复合材料显微结构的TEM研究

用透射电镜研究了（ＺｒＯ２＋ｘｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）－２０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３陶瓷复合材料的显微结构，发现在Ｙ２Ｏ３含量为２．０ｍｏｌ％～２．５ｍｏｌ％成分下，较大的（可达１μｍ）未转变颗粒仅限于嵌在Ａｌ２Ｏ３晶内的ＺｒＯ２（ｔ），当Ｙ２Ｏ３含量为３．０ｍｏｌ％时不嵌在Ａｌ２Ｏ３晶内的ＺｒＯ２（ｔ）颗粒（可达１．３μｍ）也可保持四方相结构。因此３．０ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３成分下四方相的急增及其最佳相交增韧效果归因于基体弹性模量的增加和适量稳定剂（Ｙ２Ｏ３）加入的共同作用结果。     

氧化锆/氧化铝复合陶瓷悬浮体的制备及流变性能

选用Al2O3、ZrO2为粉体原料,在不同介质中测定了粉体的Zeta电位和粒度分布;研究了各种固含量条件下分散剂加入量对悬浮体流变性的影响.结果表明:在pH=10-11附近、分散剂的加入量为0.9%(质量百分数,下同)时复合陶瓷悬浮体的表观粘度呈现最低值;在优选实验条件下,固含量为85%的悬浮体表观粘度随剪切速率的增大而降低,带有明显的"剪切变稀"现象,呈现假塑性流体的特征.采用固含量85%的悬浮体,制备出氧化锆/氧化铝复合泡沫陶瓷.     

Gelcasting of 316L stainless steel

A novel near-net process, gelcasting, was successfully used to prepare larger size 316L stainless steel parts with complex shape. In this study, the effects of process parameters on the viscosity of the slurry and the dry green strength were investigated. The results show that gas atomization (GA) powder is more suitable for gelcasting compared with water atomization (WA) powder. The maximum solid loading is 55vol% for ball-milled slurry with GA powders. And the optimum amounts of monomers (acrylamide (AM) methylenebisacrylamide (MBAM); the mass ratio, 30:1) and initiator in the AM system are 1.8% (based on the weight of metal powder) and 0.8%-1.4% (based on the weight of monomers), respectively, at which, the maximum green strength obtained is 33.7 MPa. The mechanical properties of the sintered specimen are as follows: ultimate tensile strength, 493 MPa; yield strength, 162 MPa; and HRB, 72.     

Gelcasting of 316L stainless steel

A novel near-net process, gelcasting, was successfully used to prepare larger size 316L stainless steel parts with complex shape. In this study, the effects of process parameters on the viscosity of the slurry and the dry green strength were investigated. The results show that gas atomization (GA) powder is more suitable for gelcasting compared with water atomization (WA) powder. The maximum solid loading is 55vol% for ball-milled slurry with GA powders. And the optimum amounts of monomers (acrylamide (AM) methylenebisacrylamide (MBAM); the mass ratio, 30:1) and initiator in the AM system are 1.8% (based on the weight of metal powder) and 0.8%-1.4% (based on the weight of monomers), respectively, at which, the maximum green strength obtained is 33.7 MPa. The mechanical properties of the sintered specimen are as follows: ultimate tensile strength, 493 MPa; yield strength, 162 MPa; and HRB, 72.