先驱体转化法原位制备功能梯度陶瓷

探索性地采用一种陶瓷制备方法－－先驱体转化法原位制备功能梯度陶瓷，样品测试结果表明，材料具有电阻梯度特性以及微波段吸收电磁波特性。     

反应烧结碳化硅多相陶瓷制备方法研究进展

介绍了反应烧结碳化制备过程及其烧结机理,对这种工艺的特点进行了概括总结,并对这种陶瓷制备技术的研究进展进行了评述。     

燃烧法合成铪酸钇粉体及其透明陶瓷的制备

以硝酸钇(Y(NO₃)₃)和氯化铪(HfCl₄)为原料, 乙二胺四乙酸(EDTA)作为燃剂, 采用燃烧法制备了粒径为50nm左右的纯相铪酸钇粉体. 粉体经1200℃煅烧后高能球磨15h, 然后在200MPa条件下进行冷等静压成型, 素坯尺寸为20mm×2.5mm, 最后采用真空烧结(1850℃保温6h), 制备出可见光波段直线透过率为50%的铪酸钇透明陶瓷. 研究了真空烧结温度对样品透过率和显微结构的影响, 当烧结温度高于1850℃时, 温度对于透过率影响不是很明显; 随着烧结温度的升高, 样品的晶粒尺寸增大.     

原位反应烧结法制备SiC多孔木材陶瓷

以香杉木粉、硅粉和环氧树脂为原料,先低温制成木材陶瓷,然后利用高温原位反应烧结工艺制成了具有原木微观结构的SiC多孔木材陶瓷。TGA研究了木粉和环氧树脂的热分解行为,用XRD和SEM研究SiC多孔木材陶瓷的物相组成和微观结构,用阿基米德法测定SiC多孔木材陶瓷的显气孔率,系统研究了烧结温度和成分配比对SiC多孔木材陶瓷的摩擦学性能的影响。结果显示：SiC多孔木材陶瓷具有类似于原始木材的微观管胞结构;显气孔率随着烧结温度的升高而降低,但随着Si含量的升高而升高;在1600℃下制备的SiC多孔木材陶瓷具有良好的摩擦学性能,后期析出的碳颗粒可以有效降低磨损量。     

原位合成法制备Cu-Al_2O_3复合材料及其性能研究

为改善Al2O3颗粒的分散性,提高Al2O3颗粒与Cu基体的结合力,采用原位合成法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,并研究了Al2O3含量变化对复合材料性能的影响。结果表明,复合材料的相对密度和导电性随着Al2O3含量的增加而下降,而硬度随Al2O3的增加而增加。与外加法相比,原位合成法制备的Al2O3弥散强化Cu基复合材料在提高硬度的同时,仍能保持很好的导电性。     

原位反应法制备晶须增强多孔陶瓷研究进展

多孔陶瓷在排放控制、医疗、油气开采、能源及复合材料制备等方面都有广泛应用。晶须增强多孔陶瓷具有独特的微观结构和优良的力学性能,已成为多孔陶瓷的研究热点之一。介绍了固相反应烧结法、直接发泡法、冷冻注模法、有机泡沫浸渍法、添加造孔剂法等原位反应方法制备晶须多孔陶瓷的技术和晶须生长机制,并提出了未来的研究方向。     

钛酸钡纳米粉的合成与陶瓷制备

以上氯化钛和氢氧化钡作为钛和钡源，采用湿化学方法，在１００℃以下，一步法合成同了ＢａＴｉＯ３纯相，ＸＲＤ、ＴＥＤ、化学分析等证明，产品为立方晶系，均匀球形，粒径分布５０－８０ｎｍ，纯度９９．８％，Ｂａ／Ｔｉ＝１．００４（摩尔比）。制陶试验表明，该超细粉的成瓷温度为１２２０℃，比大颗粒ＢａＴｉＯ３的烧结温度降低了８０－１５０℃，室温介电常数１５８８。     

原位合成纤维块体陶瓷的制备与性能

研究了Ｓｉ３Ｎ４原位合成纤维块体陶瓷材料的制备工艺及主要影响因素。发现材料的增韧源于两种不同尺度的协同作用：纤维内部长柱状晶粒或晶须的定向增韧与纤维外部弱结合界面形成的特殊纤维块体结构增韧。并制备出具有优异性能的纤维块体陶瓷，其ＫＩＣ可达２３．９５ＭＰａ·ｍ＾１／２。     

美国先进陶瓷市场需求预测

美国Frcedonia集团公布了其对美国先进陶瓷市场需求预测报告，该报告详细分析了美国对先进陶瓷的需求量将以每年7％的速度增长直至2010年，其中，电子陶瓷元器件仍为市场主流，复合陶瓷、防弹陶瓷、压电陶瓷等也继续保持最佳商机。     

镁基复合材料的制备技术进展

镁基复合材料具有低的密度、优异的力学性能和物理性能,在汽车、航空航天等领域的应用需求日益增加,成为近年来新材料领域的研究热点。介绍了镁基复合材料基体的分类和不同的增强体类型,论述了镁基复合材料的制备方法及应用现状,并对镁基复合材料的发展进行了展望。     

原位合成SiC-BN复合陶瓷

采用原位合成的方法设计并制备了SiC-BN复合陶瓷.经理论计算及实验证明,在相对较低的温度(1700 ℃)下即可成功实现预期的原位反应.复合陶瓷中生成了细小均匀的微米级SiC和BN颗粒,在添加剂较多的地方发现了纳米级的SiC晶粒.SiC-BN系列复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧性在含20vo1%BN时达到最大,分别为311MPa和4.5 MPa·m1/2,弹性模量和硬度随BN含量的增加而减小,B60复合陶瓷的弹性模量为40.8GPa,维氏硬度为0.55GPa.不含BN的BO复合陶瓷的断裂方式主要为穿晶断裂,含有BN的SiC-BN复合陶瓷的断裂方式主要为沿晶断裂.     

生物玻璃的原位复合及其生物活性

以正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸三乙酯(TEP)、四水硝酸钙为无机前驱体,采用溶胶凝胶法原位复合聚乙烯醇(PVA)制备钙磷硅生物玻璃,研究了工艺流程、无机相前驱体的水解时间及模板的使用等对生物玻璃性能的影响.结果表明,在生物玻璃的原位复合中PVA模板与钙磷硅前驱体混合的工艺顺序不同,则样品的韧性不同.600℃热处理去除有机模板得到的生物的玻璃粉体表现出较高的比表面积和较大的中孔体积,在体外生理模拟液中浸泡7 d后矿化形成的活性碳酸钙与羟基磷灰石(HAP)微晶具有较高的生物活性.     

纳米纤维素/磁性纳米球的原位合成及表征

利用实验室自制芦苇浆纳米纤维素原位合成纳米纤维素/磁性纳米球.通过原子力显微镜、透射电子显微镜、环境扫描电子显微镜、固含量、孔隙率、傅里叶变换红外光谱以及X射线衍射测试分析,结果表明磁性粒子为纳米Fe3O4,纳米Fe3O4与纳米纤维素通过化学键合和物理吸附使得纳米Fe3O4充分分散在纳米纤维素中,形成纳米纤维素/磁性纳米球;纳米纤维素浓度为1.0％,搅拌速度为500r/min,总铁离子浓度为0.0065mol/L(磁性粒子理论质量相对于纳米纤维素质量分数为5％)最佳制备条件下,原位合成纳米纤维素/磁性纳米球,经真空冷冻干燥,所得纳米纤维素/磁性纳米球具有磁化强度73.39A·m2/kg(以每克灰分计)、矫顽力1599.96A/m的磁特性.     

超分散稳定纳米Ag在环氧树脂中的原位构筑及其增韧改性作用

微波辅助合成了具有超分散稳定作用,且可作为纳米银前驱体的油溶性羧酸银;在80℃下,在环氧树脂介质中,以乙醛为还原剂原位构筑了纳米银(n-Ag),进而制备了纳米银环氧树脂复合材料;用冷冻蚀刻电镜、离心实验对分散系进行了表征和评价;测试了原位构筑n-Ag和添加分散n-Ag对环氧树脂复合材料的力学性能.结果表明:原位构筑的银为30nm的粒状颗粒,大小均匀,在介质中无团聚行为;n-Ag分散系经72h普通离心和56h非连续超离心均未发生沉降,表现出理想的分散稳定性,n-Ag对环氧树脂有显著地增韧改性作用,但原位构筑的n-Ag其增韧改性效果明显好于添加的n-Ag.当原位构筑的n-Ag含量为2.0%～2.5%时,增韧改性效果最佳,此时,复合材料的拉伸强度、抗冲击强度、断裂伸长率可分别提高80%～90%、100%和110%～130%.     

熔融酯交换法原位合成炭黑/聚碳酸酯导电复合材料

利用原位聚合法合成具有导电性能的炭黑(CB)/聚碳酸酯(PC)复合材料。在聚合反应过程中, CB与PC在较低黏度下更好地混融, 而且通过负载催化剂连接CB和PC分子, 使CB参与PC链增长过程, 从而使CB有效分散。与传统的熔融共混法相比, 利用原位聚合法制备的CB/PC导电复合材料的渗滤阈值低, 当复合材料的体积电阻率为1.56×10⁶ Ω·mm时, CB的质量分数仅为4.32%。通过SEM观察发现, 原位法得到的样品中CB与PC充分混融, 形成导电网络更充分有效。利用原位聚合法得到的样品的正温度系数(PTC)的对数值达到4.69, 具有作为自控温材料的潜力。     

原位反应合成CaO-P2O5-SiO2系生物陶瓷

以碳酸钙、磷酸和正硅酸乙脂为原料,原位反应合成了CaO-P2O5-SiO2系生物陶瓷。研究表明：240℃水热合成8h,在1020℃下烧结2h试样的主晶相为β-TCP。次晶相为HA,此外尚含有SiO2。二次水热处理工艺后．多孔生物陶瓷中的颗粒状β-TCP向针状缺钙型HA转变,试样的开口气孔率从二次水热处理前的65．5％增加到75．0％,抗压强度从二次水热处理前的1．80MPa提高为2．90MPa。原位形成的针状缺钙型HA晶体提高了多孔生物陶瓷的抗压强度。     

Modification of the reactive synthesis of porous FeAl with addition of Si

Porous Fe25Al–xSi intermetallics with various contents of Si were fabricated via reactive synthesis using Fe + Al + Si powder mixtures, in which the elemental Si was added to control the self-propagating High-temperature Synthesis (SHS) occurred during sintering process. The Si element added in Fe25Al could make the exothermic reactions in the synthesis process become mild and the total heat release from the system decrease. With increasing Si content from 0 to 5 wt-%, the open porosity, the maximum pore size and permeability increased from 38·14 to 50·12%, 27·9 to 35·7 μm and 5·13 × 10^?12 m² to 11·9 × 10^?12 m², respectively. Si element could affect the microstructure and phase evolution during the middle temperature sintering. Scattered τ₁ ((AlSi)₅Fe₃) phase surrounded Fe₂Al₅ layer transformed into loop-shape with increasing Si content. Fe(Al_1?x Si _x )₃ and Al₃FeSi phases substitute Fe₂Al₅ phase as the main intermediary phase when the Si content is beyond 3 wt-%.     

Biomimetic synthesis of cellular SiC based ceramics from plant precursor

A novel biomimetic approach in designing and fabricating engineering ceramic materials has gained much interest in recent times. Following this approach, synthesis has been made of dense Si-SiC duplex ceramic composites and highly porous SiC ceramics in the image of the morphological features inherent in the caudex stem of a local monocotyledonous plant. The process route involves making of a carbonaceous biopreform and its subsequent reaction with an infiltrating silicon melt to yield the biomorphic Si-SiC ceramic composites with flexural strength and Young’s modulus of 264 MPa and 247 Gpa, respectively and loss in weight of only ∼9% during oxidative heating up to 1200°C in flowing air. The Si-SiC composites were transformed into porous (49 vol.%) SiC ceramics with complete preservation of microcellular anatomy of the parent plant, by depleting residual silicon phase in channel pores through reaction with carbon. SiC based materials so derived can be used in structural applications and in designing high temperature filters and catalyst supports.     

In-situ hot pressing/solid-liquid reaction synthesis of dense titanium silicon carbide bulk ceramics

 An in-situ hot pressing/solid-liquid reaction process was developed for the synthesis of dense polycrystalline Ti₃SiC₂ ceramics using Ti, Si, and graphite powders as starting materials. The present work demonstrated that this process was one of the most effective and simple methods for the preparation of dense bulk Ti₃SiC₂ materials. Lattice constants of a=3.068 and c=17.645 are calculated for Ti₃SiC₂ made through this process. The synthesis temperature influenced the phase composition, microstructure and mechanical properties of Ti₃SiC₂ prepared at different temperatures. And bulk materials with flexural strength of 480 MPa and fracture toughness of 7.88 MPa.m^1/2 were obtained at 1600°C. The high fracture toughness and strength are discussed based on microstructure analysis. Received: 31 July 1998 / Accepted: 28 August 1998