ZrB2颗粒增韧B4C陶瓷的原位合成

采用机械混合法无压烧结原位合成ZrB2/B4C陶瓷复合材料,研究了ZrB2含量对复相陶瓷主要性能的影响,分析了复相陶瓷的增韧机理.结果表明,当ZrB2的体积分数为16%时,相对密度最大约为94%,维氏硬度为39.5 GPa,抗折强度为320 MPa,断裂韧性为3.10 MPa·m1/2.由B4C基体和ZrB2颗粒热膨胀系数不匹配引起的裂纹偏转是ZrB2/B4C复相陶瓷增韧的主要原因.     

B4C／Al2O3／TiC复合陶瓷的力学性能和微观结构

利用热压烧结工艺成功制备了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷.探讨了TiC含量对B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷力学性能和显微结构的影响,并研究了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的增韧机制.结果表明,在烧结过程中B4C与TiC发生原位反应,生成了TiB2.发生原位反应有效的降低了B4C/Al2O3复合陶瓷的致密化烧结温度;B4C/Al2O3复合陶瓷烧结温度为2150℃,B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的烧结温度为1900℃.而且,原位反应提高了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷相对密度和力学性能.裂纹偏转和裂纹钉扎是B4C/Al2O3/TiC复合材料主要增韧机制.     

烧结温度对20%ZrO_2(3Y)/Al_2O_3复相陶瓷力学性能和微观结构的影响

20%纳米ZrO2(3Y)粉末加入到高纯亚微米Al2O3粉中,采用高压干压成型方法和恒速升温多阶段短保温烧结方法制备出不同烧结温度下的复相陶瓷。研究烧结温度对复相陶瓷力学性能的影响,通过XRD,EDS和SEM对复相陶瓷进行元素组成和微观结构分析。结果表明:烧结温度在很大程度上影响着复相陶瓷的力学性能和微观结构,常压烧结1600℃保温8h时,相对密度、维氏硬度和断裂韧性达到最大,分别为98.6%,18.54GPa和9.3MPa·m1/2,而基体晶粒尺寸为1.4~8.1μm,ZrO2相变量为34.6%。1600℃下复相陶瓷具有优质的微观结构,断裂方式为沿晶-穿晶混合断裂模式。ZrO2(3Y)粉体的加入,从相变增韧、内晶型颗粒增韧和裂纹偏转等多个方面提高了复相陶瓷的断裂韧性。     

原位合成TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

利用热压烧结方法原位合成了TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射分析仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对材料物相组成和微观结构进行表征。研究了热压条件下烧结温度对材料物相组成、结构及力学性能的影响。结果表明:烧结温度在1700-1950℃范围内,随着温度的升高,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性都有显著改善。烧结温度为1900℃可得到完全致密的原位合成TiB2-TiC0.8-SiC复相陶瓷,材料的晶粒发育比较完善,条状TiB2和块状TiC0.8晶粒清晰可见。复合材料的维氏硬度、断裂韧性和弯曲强度分别达到23.6 GPa,(7.0±1.0)MPa.m1/2和470.9 MPa。当温度达到1950℃时,由于增强相TiB2晶粒长大,材料的强度降低。TiB2、TiC0.8与SiC颗粒协同,通过裂纹偏转、晶粒拔出、晶粒细化等机制对复合材料起到颗粒增强增韧的作用。     

采用放电等离子烧结法制备ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷

ZrB2具有优良的物理特性和化学稳定性而应用于许多领域,但ZrB2难以烧结致密。通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体并对其进行放电等离子烧结来提高ZrB2陶瓷的致密度。研究表明:包覆型粉体在700~1000℃时出现一次收缩,然后在1100℃之后出现第二次收缩。根据研究结果得出适宜制备高致密的ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的参数为:烧结温度为1700℃,烧结压力为20MPa,保温时间为4min,YAG-Al2O3的添加量为30wt%,用此参数可以成功制备出相对密度大于95%的ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷,证明通过原料包覆的途径添加YAG-Al2O3可以促进ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的烧结致密化。     

原位生成CeB_6/B_4C陶瓷的力学性能和显微组织

通过B4C、CeO2和C的化学反应,采用原位生成法,在热压烧结的条件下制备了CeB6/B4C陶瓷材料.研究了CeB6/B4C陶瓷材料的力学性能和显微组织,并对其增韧机理进行了分析.结果表明:原位生成的CeB6/B4C陶瓷只有CeB6和B4C两相,其显微维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性最大值分别达到40.64GPa、346.7MPa、5.95MPa·m1/2,比纯碳化硼分别提高了52.50%、17.96%、61.68%.原位生成的CeB6颗粒细晶增韧补强,B4C和CeB6颗粒之间热膨胀系数不匹配产生的残余应力导致的裂纹偏转以及沿晶断裂是CeB6/B4C陶瓷的主要增韧机制.     

掺CeO2的B4C／Al复合材料性能的研究

以稀土氧化物CeO2作为添加剂,原位生成CeB6颗粒作为第二相,增强B4C陶瓷预制体,然后以无压浸渗法制得B4C-CeB6／Al复合材料。本文首先研究了B4C-CeB6预制体的相组成和组织形貌,然后对BC-CeB6／Al复合材料的力争性能、相组成、组织形貌以及断裂机制进行了分析。结果表明：B4C-CeB6／Al复合材料的抗弯强度达到了410．16MPa,断裂韧性也有了显著改善,达到了6．95MPa·m^1/2,比常规热压烧结单一碳化硼陶瓷性能有明显提高,这主要是由于原位生成CeB6颗粒增强了B4C陶瓷的强度：同时黏结金属相起到增韧的作用．     

弱界面层方向性对层状ZrB2-SiC/石墨陶瓷的影响

利用流延-叠层-热压烧结工艺制备层状ZrB_2-SiC/石墨(ZrB_2-SiC/G)陶瓷,研究了石墨弱界面层的方向性对其力学性能的影响;通过XRD、SEM等对层状ZrB_2-SiC/G陶瓷的物相、形貌进行观察分析。结果表明:层状ZrB_2-SiC/G陶瓷在平行方向上的弯曲强度为(382±25)MPa,略低于垂直方向的弯曲强度((429±30)MPa);平行方向的断裂韧性为(11.2±0.3)MPa·m~(1/2),比垂直方向的断裂韧性提高了75%。层状ZrB_2-SiC/G陶瓷在平行方向上的断裂韧性的提高主要是由于石墨弱界面层对裂纹的偏转、分叉和脱层作用。     

SiC-ZrO2(3Y)-Al2O3纳米复相陶瓷的力学性能和显微结构

本文介绍用非均相沉淀方法制备的纳米SiC-ZrO2(3Y)-Al2O3复合粉体经放电等离子超快速烧结得到晶内型的纳米复相陶瓷,超快速烧结的升温速率为600℃/min,在烧结温度不保温,迅即在3 min内冷却至600°C以下. 力学性能研究结果表明,在1450℃超快速烧结得到的纳米复相陶瓷的抗弯强度高达1200MPa,断裂韧性K1c为5 MPa1/2. TEM像显示纳米SiC颗粒大多分布在Al2O3母体晶粒内,也有一些纳米SiC颗粒分布在ZrO2晶粒内. 断裂表面的SEM像表明,穿晶断裂是其主要的断裂模式,这是所制备的纳米复相陶瓷力学性能大幅提高的主要原因.     

反应烧结B4C/Al2O3复合陶瓷的装甲防护性能研究

以B₂O₃、Al、石墨和B₄C粉体为原料, 采用反应-热压烧结工艺在1800℃/35 MPa的烧结条件下制备了致密的碳化硼基复相陶瓷, 对复相陶瓷的显微组织、物相组成、硬度、抗弯强度以及断裂韧性进行了观察与测试, 采用7.62 mm口径的穿甲弹分别对约束状态下和自由状态下的复相陶瓷靶板进行了剩余穿深试验(DOP), 并以AZ陶瓷和B₄C陶瓷为对比靶板, 根据剩余穿深结果计算了各自的防护系数。结果表明, 复相陶瓷的主要成分为B₄C和Al₂O₃, 其中主相B₄C约占70wt%, 第二相Al₂O₃约占30wt%, 由Al-B-O共同构成的复杂中间相填充在主相与第二相之间; 复相陶瓷的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.82 g/cm³, 41.5 GPa, 380 MPa和3.9 MPa•m^1/2, 其中断裂韧性比纯碳化硼陶瓷提高了85.7%; 复相陶瓷的防护系数为7.34, 比AZ陶瓷和碳化硼陶瓷分别提高了11%和70%; 在约束状态下, 各个样品的防护系数比自由状态均提高10%。     

VLE data for CO2-CF2Cl2, N2-CO2, N2-CF2Cl2 and N2-CO2-CF2Cl

Knowledge about vapour-liquid (VLE) is required as a basis of reliable calculations for separation processes. Correlations available for the prediction of T, p, x, y data are less accurate for mixtures at high pressures and mixtures containing supercritical components. The results of VLE experiments are reported and compared with data calculated with equations of state.     

Preparation of ZrO2-CeO2 and HfO2-CeO2 nanopowders

We prepared weakly agglomerated powders of ZrO₂-CeO₂ and HfO₂-CeO₂ solid solutions 5–8 nm in particle size, consisting of monoclinic and tetragonal phases. After heat treatment at 1200°C, the crystallite size was 30 and 14 nm, respectively. We also examined the effect of precipitate freeze drying on the crystallization of hafnia-based solid solutions containing up to 20 mol % CeO₂.     

Thermal diffusion in binary mixtures H2-CCl2F2 and H2-CHClF2

Thermal diffusion coefficients were measured in two gaseous mixtures, in which one component was close to the critical temperature, in the pressure range (19.6–127.4)·10⁴ N/m² and at a freon concentration of 0.25–0.8.     

Comparison of the Electronic Structures of La2CuO4, Sr2CuO2Cl2, and Sr2CuO2F2

First-principles cluster calculations are reported of the local electronic structure of the three compounds: La₂CuO₄, Sr₂CuO₂Cl₂, and Sr₂CuO₂F₂. The copper ${\text{3d}}_{x^2 - y^2 } $ and the planar oxygen 2p _σ atomic orbitals exhibit a similar degree of covalency. The out-of-plane orbitals, however, are quite different with the ${\text{3}}d_{3z^2 - r^2 } $ atomic orbital lowered significantly in energy for chlorine and fluorine apical positions.     

Radial GRIN glasses in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems

A series of GRIN glass rods have been developed in Li2O-Na2O-Al2O3-TiO2-SiO2 systems. Negative radial refractive index profiles were generated by exchanging Na+ for Li+ ions in these glass rods. It has been observed that TiO2 plays a vital role in increase in the profile depth and maximum change in the refractive index because of its ambivalent nature. Change in the refractive index can be further increased by increasing the concentration of exchanging cation in the base glass.     

Elastic and Electronic Properties of Superconducting CaPd 2 As 2 and SrPd 2 As 2 vs. Non-superconducting BaPd 2 As 2

The first-principles calculations were performed to predict the elastic and electronic properties of the superconducting ThCr₂Si₂-type phases CaPd₂As₂ and SrPd₂As₂ in comparison with the non-superconducting CeMg₂Si₂-type phase BaPd₂As₂. Besides, the same properties were compared for CeMg₂Si₂- and ThCr₂Si₂-type polymorphs of BaPd₂As₂. We found that all these phases are mechanically stable and belong to soft materials with low hardness. The near-Fermi region is formed by the valence states of the blocks [Pd₂As₂] with decisive contributions of Pd 4d states. The values of N(E _F) increase in the sequence: CaPd₂As₂ < SrPd₂As₂ < BaPd₂As₂, i.e. in the reverse sequence relative to the transition temperatures T _C. Thus, the change in T _C cannot be explained by the electronic factor, i.e. by the simple correlation T _C～N(E _F). Most likely the decrease in T _C in the sequence CaPd₂As₂ → SrPd₂As₂ and the absence of a superconducting transition in BaPd₂As₂ are related to the structural factors and the peculiarities of the electron–phonon coupling mechanism.     

Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO系统的亚固相关系

本文给出了 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3和 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统的亚固相图。实验结果表明:在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统中有一个未知结构的新化合物 CaO·Si_2N_2O,在3CaO·Si_2N_2O 和3CaO·Al_2O_3两化合物之间形成连续立方固溶体。而 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统中则没有发现新化合物。在两个系统的富 Si_2N_2O区,过量的 Si_2N_2O 与 La_2O_3和 CaO 分别反应形成 Si_3N_4与 La_(10)[SiO_4]_(?)N_2(H-相)(和 CaSiO_3。所研究的这两个三元系统中,分别形成了如下几个四元相容性区。在 Si_2N_2O-Al_2O_3-La_2O_3系统内有:H-Si_3N_4-La_2O_3·Si_2N_2O-La_2O_3·Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·Al_2O_3-La_2O_3·11 Al_2O_3;H-Si_3N_4-La_2O_3·11 Al_2O_3-Al_2O_3;H-Si_3N_4-Al_2O_3-O′s.s;H-Si_3N_4-O′s.s-Si_2N_2O在 Si_2N_2O-Al_2O_3-CaO 系统内有:Si_3N_4-CaSiO_3-CaO·Si_2N_2O-3CaO·Al_2O_3;Si_3N_3-CaSiO_3-3CaO·Al_2O_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_(?);Si_(?)N_(?)-CaSiO_3-2CaO·Al_2O_3·SiO_2-Al_2O_3;Si_3N_4-CaSiO_3-Al_2O_(?)-O′s.s;Si_3N_4-CaSiO_3-O′s.s-Si_(?)N_(?)O