复合晶核剂TiO2/ZrO2对玻璃陶瓷晶化行为的影响

通过差热分析、X射线衍射分析和扫描电镜等测试方法，研究了复合晶核剂TiO2／ZrO2对玻璃陶瓷晶化行为的影响。研究表明，复合晶核剂TiO2／ZrO2能有效促进MgO—Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷在较低温度下开始晶化，并且随着TiO2／ZrO2含量增加，析晶强度增大，晶体含量增加，但是若TiO2／ZrO2量过大就会提高MgO—Al2O3-SiO2系玻璃陶瓷的熔制温度。     

ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接机理分析

在一定连接工艺参数下,进行ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合工艺试验,并在万能电子材料试验机上对ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接接头进行剪切强度试验.采用扫描电镜、超轻元素能谱仪及X射线衍射仪分析连接界面微观组织、成分分布、界面相结构及剪切断口.试验结果表明,ZrO2的表面活化处理提高了ZrO2/Al的连接性,结合界面在阳极键合条件下形成高的氧离子迁移率及静电场力是促进结合的主要因素;过渡区ZrO2-SiO2-Al2O3 的多界面固相反应是结合形成的主要原因;ZrO2/Al接头的剪切断裂位置位于ZrO2与过渡区的结合界面,启裂区位于ZrO2的近界面区,扩展并终断于Al与过渡区界面;终断区断口形貌表明Al/过渡区界面具有较高的接合质量.     

等离子喷涂NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层的结构与组织特征

利用等离子喷涂方法制备了NiAl/Al2O3梯度陶瓷涂层,并对涂层的组织分布、相结构、硬度和孔隙率进行了研究.结果表明:梯度涂层的组织表现出宏观不均匀性和微观连续性的分布特征,是由α-Al2O3、γ-Al2O3、δ-Al2O3、Ni、NiO以及镍铝金属间化合物等多种相组成的复合材料;梯度涂层中NiAl合金层的孔隙最少,表面纯陶瓷层孔隙率最高;随着Al2O3含量的增加,涂层的硬度逐渐增大.     

ZrO_2含量对超重力下燃烧合成快速凝固Al_2O_3/ZrO_2(4Y)复合陶瓷的影响

采用超重力下燃烧合成技术,以快速凝固方式制备了Al2O3/ZrO2(4Y)复合陶瓷,用XRD、SEM与EDS等研究了ZrO2含量对复合陶瓷显微结构和性能的影响。结果表明:当复合陶瓷中ZrO2质量分数在34.1%~46.4%时,复合陶瓷的显微结构主要为棒晶;当质量分数为49.6%~53.7%时,其显微结构主要为形状不规则的ZrO2球晶;随着ZrO2含量的增加,复合陶瓷的相对密度逐渐降低(最高可达94.3%),而硬度和断裂韧度均呈先增高后降低的趋势,当ZrO2质量分数为42.6%时,硬度和断裂韧度均达到最高值,分别为13.1 GPa和13.5 MPa.m1/2。     

用数值仿真优选Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷刀具的切削参数

用数值仿真分析Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷刀具切削刃表面的温度场、应力场变化。采用瞬态和稳态有限元法确定模拟的初始变量,基于Deform2D和Johnson-Cook流变模型构建仿真切削模型,并对Al2O3/ZrO2(Y2O3)陶瓷刀具加工1045淬火钢进行仿真切削,实际切削和仿真切削的结果对比具有等同的一致性。结果表明,用Lagrange和任意拉格朗日欧拉方法获得稳态切削时刀刃接触表面的温度场和应力场,当改变切削速度和进给量参数时,将引起温度场和应力场的梯度变化,由此优选出最佳切削加工条件(切削速度vc、进给量f),为诊断陶瓷刀具的切削寿命和可靠性提供了理论数据。     

高水基液压阀陶瓷摩擦副摩擦学性能研究

为选择适合的高水基乳化液液压阀摩擦副材料,探讨ZrO2与不同结构陶瓷组成的摩擦副在高水基乳化液润滑状态下的摩擦磨损特性。采用摩擦磨损试验机,在不同载荷和滑动速度下,研究在高水基乳化液介质中4种不同陶瓷材料（ZrO2、Al2O3、Si3N4和SiC）分别与ZrO2配副的摩擦学性能,并探讨不同组合陶瓷摩擦副的磨损机制。结果表明：在高水基乳化液中,各陶瓷的摩擦因数均随着滑动速度的增大而降低,其中Al2O3陶瓷的摩擦因数最小;ZrO2、Al2O3和Si3N4陶瓷的摩擦因数受载荷的影响较小,SiC陶瓷的摩擦因数则随着载荷的增大而骤增;各陶瓷的磨损体积都随着速度和载荷的增大而增大,其中Al2O3/ZrO2陶瓷摩擦副的磨损体积最小,其磨损机制以磨粒磨损和微疲劳磨损为主。研究表明,在不同工况下,Al2O3与ZrO2陶瓷配副的摩擦因数和磨损体积均为最低值,更适合作为高水基乳化液液压阀的摩擦副材料。     

ZrO2对陶瓷结合剂CBN磨具性能的影响

陶瓷结合剂立方氮化硼磨具具有高耐磨性、高切削效率、高耐热性、良好的自锐性以及较长的使用寿命。本文以Na2O-Al2O3-B2O3-SiO2基础玻璃加入ZrO2来制备陶瓷结合剂,研究ZrO2加入量对立方氮化硼磨具性能的影响。结果表明:随着ZrO2含量的增加,结合剂的耐火度提高,高温流动性变差,且ZrO2能够促进玻璃相析晶;当ZrO2的含量为1%时,磨具试条的硬度达到HRB110.6,抗弯强度为68.23MPa,提高了27.9%,同时耐磨性急剧提高,磨耗比提高119%。     

ZrO2对激光烧结Al2O3/SiO2/ZrO2显微组织和显微硬度的影响

在Nd:YAG激光器低功率烧结的条件下,基于选择性激光烧结工艺（SLS）成形复相陶瓷Al2O3/SiO2/ZrO2材料,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射分析仪（XRD）和显微硬度计分别对激光烧结层加入ZrO2前后的表面形貌和断口形貌、表面物相、表面显微硬度进行了分析。结果表明,部分四方相ZrO2(t-ZrO2)相变成单斜相ZrO2(m-ZrO2),应力诱导微裂纹增韧作用和Al2O3弥散强化共同作用在某种程度上提高了烧结试样的断裂韧性,对于改善零件整体寿命和可靠性有着重要的意义。     

SiCw/ZrO2陶瓷复合材料晶须增韧机理与效果预测研究

本文着重从研究纤维（晶须）增韧的机理出发，对SiCw／ZrO2陶瓷（Y2O3摩尔分数为8％）复合材料增韧机理进行了探讨，并对其晶须增韧效果进行了数值预测，通过计算和试验验证了晶须增韧数学模型和计算表达式的正确性。从而为直接预测SiCw／ZrO2陶瓷（Y2O3摩尔分数为8％）复合材料的增韧效果提供重要参考。     

无机非金属材料的马氏体相变(Ⅰ)

本文对无机非金属材料，包括ZrO2、CeO2－ZrO2、Y2O3－ZrO2及其他材料的马氏体相变进行了评述。讨论了含ZrO2陶瓷马氏体相变的尺寸效应，表征了ZrO2陶瓷中所谓t→m等温马氏体相变为贝氏体相变。     

ZrO2-Y2O3陶瓷的显微组织结构形成

本文采用TEM中电子衍射与暗场技术,XRO及EPMA等方法研究了ZrO2-2～20mol%Y2O3陶瓷在不同热处理工艺条件下的组织结构。结果表明,对Y2O3含量较低（2mol%）的试样烧结后得到晶粒细小的正方ZrO2-（TZP）组织;在从高温立方单相区快速冷却的3～7.5mol%Y2O3试样中形成反相畴界与相变孪晶组织;在c＋t双相区长时间等温退火处理的4～6mol%Y2O3试样中,在立方相基体上析出正方相粒子而得到部分稳定ZrO2（PSZ）,初期阶段形成“tweed”组织,后期阶段形成“colony”组织;在14mol%及20mol%Y2O3试样中则形成全稳定ZrO2（FSZ）。     

Al2O3/YSZ共晶复合陶瓷的残余应力及其对力学性能的影响

在国外对定向凝固Al2O3／YSZ共晶复合陶瓷残余应力研究基础之上，阐述复合陶瓷内部残余应力的产生、影响因素及其对材料力学性能的影响，并且结合以燃烧合成、快速凝固技术开发出的新型高强韧Al2O3／YSZ共晶复合陶瓷，深入探讨残余应力与材料强韧化本质之间的联系。分析得出材料内部残余应力的状态与大小受ZrO2马氏体相变、材料成分及ZrO2相空间分布、大小与形态控制。经合理控制的、分布于Al2O3基体上的残余压应力不仅是定向凝固共晶复合陶瓷强韧化的重要因素之一，更是使燃烧合成／快速凝固共晶复合陶瓷脆性补强体（Al2O3棒晶）得以强化，并通过裂纹桥接、棒晶拔出以实现材料韧化的关键。     

Al2O3 陶瓷墨水的乳化分散制备工艺

以纳米α-Al2O3为原料,用乳化分散法制备Al2O3陶瓷墨水,探讨了制备工艺条件对墨水理化性能的影响.结果表明,以异丙醇/乙醇二元混合溶液为溶剂,通过选择分散剂品种、控制分散剂用量、乳化剪切转速、分散时间、固相含量等条件,可制备出分散稳定性良好的Al2O3陶瓷墨水.打印实验证明乳化分散法制备的Al2O3陶瓷墨水能够满足喷墨打印的要求.     

Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合陶瓷刀具的性能研究

对Al2O3-TiB2-ZrO2三元复合陶瓷刀具的力学性能,连续切削工况下的磨损特性和断续切削工况下的抗冲击磨损特性进行了试验研究,结果表明,用TiB2,ZrO2复合强化Al2O3陶瓷材料可进一步提高刀具的韧性和强度,而硬度无明显下降,从而可获得良好的综合力学性能和耐磨性能。     

用红外光谱技术分析Sm2Zr2O7的形成机制

采用红外光谱(FT-IR)技术分析了以Sm2O3和ZrO2为原料,固相反应制备Sm2Zr2O7的形成机制.结果表明:Sm2O3中的Sm3 逐渐向ZrO2晶格中扩散并取代Zr4 的位置形成萤石结构的ZrO2-Sm2O3固溶体,由于二者化合价的差别为保持晶格结构局部的电中性而引入了氧空位,氧空位的引入加快了ZrO2与Sm2O3固溶过程;随着温度的升高,已形成ZrO2-Sm2O3固溶体转变为焦绿石结构的Sm2Zr2O7,并在1500℃以后形成Sm2Zr2O7晶体,整个过程没有其它中间相出现.     

几种金属氧化物纳米粒子作润滑脂添加剂的试验研究

用Falex四球摩擦磨损试验机考察了金红石相与锐钛矿相TiO2、α-Al2O3和γ-Al2O3、钇稳四方相和单斜相ZrO2纳米粒子作为润滑脂添加剂的摩擦学行为。试验结果表明，这些纳米粒子均具有较好的减摩抗磨性能和较高的承载能力(pB值)，其润滑性能与纳米粒子的结构和大小都有一定的关系，而且在添加浓度3％左右时具有最佳的效果。     

碳钢表面等离子喷涂陶瓷涂层的制备及表征

采用不同的喷涂功率,在Q235钢表面喷涂氧化铝涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、金相照相机和显微硬度计表征不同功率下Al2O3陶瓷涂层的成分、表面和界面形貌、金相组织以及显微硬度.结果表明,等离子喷涂能在碳钢表面形成结构致密的Al2O3陶瓷涂层,其与基体的结合主要以冶金的机械结合为主,硬度较基体有明显提高.XRD分析表明,陶瓷涂层中主要的成分是稳定的γ-Al2O3相,存在少量的α-Al2O3,同时还有极少量的其他多晶相和非晶相.     

纳米ZrO2/SiC-WSi2/MOSi2复相陶瓷的显微结构与耐磨性

将纳米ZrO2和SiC颗粒与微米WSi2／MoSi2颗粒进行球磨分散、混合，通过热压烧结制备ZrO2／SiC-WSi2／MoSi2复相陶瓷，研究了它的显微结构与耐磨性并与MoSi2材料进行了对比。结果表明：SiC、ZrO2纳米颗粒的复合化以及钨的合金化能使复相陶瓷晶粒细化，复相陶瓷的硬度较MoSiz陶瓷明显提高，耐磨性优于MoSiz陶瓷，磨损机制主要为粘着磨损兼有疲劳微断裂。     

α-Al2O3/石墨/双马来酰亚胺自润滑复合材料的研究

采用浇铸成型法制备了α-Al2O3/石墨/双马来酰亚胺自润滑复合材料,考察了α-Al2O3的含量和粒径对复合材料摩擦学性能的影响,用扫描电镜对磨损形貌和磨屑进行了分析,并对其磨损机制进行了探讨.结果表明α-Al2O3颗粒大小对摩擦系数、磨损量以及磨损机制有显著影响,含1500目α-Al2O3复合材料的摩擦学性能比含1200目α-Al2O3复合材料的要好得多.     

纳米α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3颗粒增强镍-磷复合镀层的性能对比

采用化学镀技术制备了纳米α-Al2O3和γ-Al2O3颗粒增强的镍-磷复合镀层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电子探针等对复合镀层的物相结构、表面形貌、成分分布进行了分析,还对比了复合镀层与镍-磷镀层的显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性。结果表明:与镍-磷镀层相比,纳米Al2O3颗粒的加入没有改变镀层的晶体结构,但使镀层的显微硬度明显提高;纳米α-Al2O3颗粒的加入提高了镀层的耐腐蚀性和耐磨性,而纳米γ-Al2O3颗粒的加入反而使镀层耐磨性和耐腐蚀性下降。