Y-TZP/A12O3/Mo纳米复合材料的制备及其力学性能

纳米复相陶瓷材料是目前最接近于产业化的纳米陶瓷材料,已成为国际研究热点.添加金属第二相有可能同时提高纳米复相陶瓷材料的力学和摩擦学性能.为此,在钇稳定多晶氧化锆(yttria-stabilized teWagonal zirconia polycrystais,Y-TZP)/Ai2O3纳米陶瓷的基础上,用ZrO2-Y2O3-A12O3纳米复合粉体和金属Mo粉采用热压烧结的方法成功制备了Y-TZP/A12O3/Mo纳米陶瓷-金属复合材料.研究了Mo含量对材料显微结构和力学性能的影响.结果表明:复合材料结构主要由晶界型、晶内型和纳米-纳米型3种类型的混合型组成,这种结构使材料具有非常高的断裂韧性,在Mo的质量分数为60%时,断裂韧性可达20.8 MPa·m1/2.     

Y-TZP/Al_2O_3/Mo纳米复合材料的制备及其力学性能

纳米复相陶瓷材料是目前最接近于产业化的纳米陶瓷材料,已成为国际研究热点。添加金属第二相有可能同时提高纳米复相陶瓷材料的力学和摩擦学性能。为此,在钇稳定多晶氧化锆(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystals,Y–TZP)/Al2O3纳米陶瓷的基础上,用ZrO2–Y2O3–Al2O3纳米复合粉体和金属Mo粉采用热压烧结的方法成功制备了Y–TZP/Al2O3/Mo纳米陶瓷–金属复合材料。研究了Mo含量对材料显微结构和力学性能的影响。结果表明:复合材料结构主要由晶界型、晶内型和纳米–纳米型3种类型的混合型组成,这种结构使材料具有非常高的断裂韧性,在Mo的质量分数为60%时,断裂韧性可达20.8MPa·m1/2。     

纳米复相结构陶瓷的原位反应合成

简要介绍了原位反应合成纳米复相陶瓷的原理及其可行性，认为此方法是制备纳米复相结构陶瓷的有效方法. 同时讨论了氮化硼(h-BN)复相陶瓷的特点及其性能改善的关键因素，认为采用传统方法难以获得高性能的BN复相陶瓷. 提出了一系列原位化学反应，并采用热压或无压烧结获得了细小而均匀分散的非氧化物?氮化硼(Nobn)复相陶瓷，纳米级的BN片晶主要分布在基体晶粒的晶界处，当BN体积含量适当时即可获得一种全新的部分弱晶界陶瓷复合材料(PWICs)，这种材料具有很好的综合力学性能.     

纳米-纳米复相陶瓷的制备

本文结合作者的工作对纳米—纳米复相陶瓷的制备方法进行了评述。纳米—纳米复相陶瓷的粉体由于既要求粒子大小为纳米量级,又要求不同组分均匀分布,一般以化学法制备为主。在烧结过程既要获得高的致密度,又要防止晶粒的长大,烧结过程通常要采取如原位合成、热压烧结等方法。     

Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料制备及其性能EI北大核心CSCD

采用新型冷冻胶凝陶瓷成型技术制备高性能Si_3N_4/BAS复相陶瓷透波材料,对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料烧结体成分、力学性能、微观形貌、电性能及抗热震性等进行研究。结果表明:坯体成型收缩率小于1%,在温度升到1 300℃高温时,Si_3N_4/BAS复相陶瓷烧结体弯曲强度280 MPa,弹性模量为90 GPa,介电常数变化率仅为6%。该复相陶瓷材料具有良好的抗热震性能及可加工性,BAS陶瓷玻璃相高温高黏度特性对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料抗热震是一种热应力缓释方式。     

Y_2O_3添加剂对SiC复相多孔陶瓷烧结性能和力学性能的影响

利用添加造孔剂法制备SiC复相多孔陶瓷。研究了Y2O3添加剂对SiC复相多孔陶瓷的烧结温度及烧结体力学性能的影响机理。结果表明:Y2O3的加入大大降低了SiC复相多孔陶瓷烧结温度,样品的力学性能有所提高,抗弯强度提高18.46%,稀土氧化物占总质量3%时能提高SiC复相多孔陶瓷的抗氧化性,氧化速率降低了66.7%。YAG相在SiC晶界均匀分布,细晶,裂纹偏转及晶界桥联是SiC复相多孔陶瓷的增韧的机理。     

锂辉石对碳化硅基复相陶瓷热膨胀及显微结构的影响

采用近零膨胀材料β-锂辉石作为高温结合剂，通过常压烧结制备碳化硅基复相陶瓷材料，研究β-锂辉石质量分数为25%～40%、烧结温度为1 500～1 600℃复相陶瓷的致密性、显微结构和热膨胀系数。结果表明：β-锂辉石高温熔融产生液相能包裹碳化硅颗粒，烧结过程中锂辉石的相变在一定程度提高了材料致密性。复相陶瓷中玻璃相含量是引起热膨胀系数升高的主要原因。当β-锂辉石添加比为35%时，在1 600℃烧结下的复相陶瓷的热膨胀系数低于1 550℃,且杨氏模量有小幅增加。     

Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料制备及其性能

采用新型冷冻胶凝陶瓷成型技术制备高性能Si_3N_4/BAS复相陶瓷透波材料,对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料烧结体成分、力学性能、微观形貌、电性能及抗热震性等进行研究。结果表明:坯体成型收缩率小于1%,在温度升到1 300℃高温时,Si_3N_4/BAS复相陶瓷烧结体弯曲强度280 MPa,弹性模量为90 GPa,介电常数变化率仅为6%。该复相陶瓷材料具有良好的抗热震性能及可加工性,BAS陶瓷玻璃相高温高黏度特性对Si_3N_4/BAS复相陶瓷材料抗热震是一种热应力缓释方式。     

纳米ZrO2对Al2O3陶瓷性能的影响

以纳米ZrO2,微米Al2O3为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA复相陶瓷.结果表明:纳米ZrO2的加入有利于制备细晶ZTA复相陶瓷.此外,nano-ZrO2的加入对Al2O3陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO2颗粒以"晶内型"和晶界型2种形式存在.合理的配方组成及制备工艺有利于ZrO2以四方亚稳相存在.ZrO2质量分数为30%时,其四方相质量分数可达69%,有利于应力诱导相变增韧,该ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到604MPa,6.87MPa·m1/2.     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

纳米复相陶瓷材料的烧结技术

纳米复相陶瓷的烧结与普通陶瓷的烧结不同，在纳米复相陶瓷的烧结过程中需要采取相应的措施尽可能地控制晶粒的长大。目前，国内外研究者主要是通过改进传统烧结技术或采用新型烧结技术烧结制备纳米复相陶瓷。文章综述了目前国内外用的比较多的几种制备纳米复相陶瓷的烧结技术，并对其特点和应用情况进行了总结。     

功能陶瓷材料及其应用研究进展

介绍铁电、压电等功能陶瓷及其片式元件应用研究的若干新进展.基于过渡液相烧结机制的高性能压电陶瓷材料具有低烧结温度、高压电常数和低介质损耗等诸多优点.低烧多层压电变压器(MPT)以其低驱动电压、小体积、高升压比、薄型片式化等优点在液晶显示背光电源等方面获得应用.多层压电变压器及其背光电源具有高功率密度、高转换效率、薄型化和低成本等特点.基于缺陷化学原理和无晶粒长大的致密化烧结动力学,制备了亚微米/纳米晶钛酸钡基陶瓷及其薄层化贱金属内电极MLCC.研制了低烧铁氧体材料及其片式电感器.介绍了压电陶瓷超声微马达的结构与特性.     

SiC基复相陶瓷凝胶注模成型工艺研究进展

国内外学者通过向SiC材料中添加不同种类的氧化物、氮化物或氧氮化物等制备出了强度高、抗热震性好、热导率高、耐化学腐蚀性优良的SiC基复相陶瓷,同时也有效地解决了纯SiC陶瓷难以烧结致密的问题。凝胶注模成型是新型陶瓷制备技术,能近净尺寸制备大尺寸、复杂形状的陶瓷坯体,是近些年来制备SiC基复相陶瓷最常用的成型方法之一。本文从SiC基复相陶瓷的浆料制备、浆料固化及素坯干燥等方面综述了SiC基复相陶瓷凝胶注模成型工艺,分析了其目前存在的一些问题及未来的发展方向。     

高熔点复合氧化物陶瓷的相可控低温烧成

提出以玻璃陶瓷的母体玻璃作为烧结助剂,低温液相烧结复合氧化物陶瓷的技术思路。研究了BaO–Al2O3–SiO2(BAS)玻璃的高温黏流特性和降温析晶特性,以确定其液相烧结工艺。以BAS玻璃作为烧结助剂,由液相烧结制备了Y2Si2O7,Y2SiO5,3Al2O3·2SiO2或La2Zr2O7复合氧化物陶瓷。结果表明:采用钡长石玻璃陶瓷的母体玻璃作为烧结助剂,可实现高熔点复合氧化物陶瓷的低温烧成,能制备以设计的复合氧化物为主晶相,母体玻璃析晶得到钡长石为次晶相的复合氧化物陶瓷。     

纳米/纳米型和晶间型ZTM/Al_2O_3复相陶瓷抗热震性能的研究

利用典型的湿化学法制备了两种ZTM/Al2 O3复相陶瓷材料 :晶间型和纳米 /纳米型 ;分别对高温和低温深冷条件下 ,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究。结果表明 :对ZTM/Al2 O3 复相陶瓷材料 ,高温热冲击下 ,纳米 /纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料 ;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米/纳米型材料。低温深冷条件下 ,晶间型材料由于ZrO2 马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化 ,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势 ,而纳米 /纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势     

液相包裹法制备ZTA复相陶瓷的研究

采用液相包裹法制备了ZrO2/Al2O3纳米复合粉体,粉体物相纯净、两相分布均匀、颗粒细小、分散性良好,以自制的粉体为原料,无压烧结ZTA(ZrO2 Toughening Al2O3)复相陶瓷材料,并研究其力学性能与微观结构。结果表明,ZTA陶瓷具有独特的微观结构,氧化铝晶粒呈片状、等轴状和长柱状三种形态,陶瓷力学性能得到改善,其弯曲强度和断裂韧性分别达到495 MPa和6.15 MPa·m1/2。     

纳米／纳米型和晶间型ZTM／Al2O3复合陶瓷抗热震性能的研究

利用典型的湿化学法制备了两种ZTM／Al2O3复相陶瓷材料：晶间型和纳米／纳米型;分别对高温和低温深冷条件下,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究。结果表明：对ZTM／Al2O3复相陶瓷材料,高温热冲击下,纳米／纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米／纳米型材料。低温深冷条件下,晶间型材料由于ZrO2马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势,而纳米／纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势。     

纳米/纳米型和晶间型ZTM/Al2O3复相陶瓷抗热震性能的研究

利用典型的湿化学法制备了两种ZTM/Al2O3复相陶瓷材料晶间型和纳米/纳米型;分别对高温和低温深冷条件下,两种不同结构材料的抗热震损伤性能进行了研究.结果表明对ZTM/Al2O3复相陶瓷材料,高温热冲击下,纳米/纳米型材料的残余强度的衰减变化大于晶间型材料;晶间型材料的抗热冲击性能优于纳米/纳米型材料.低温深冷条件下,晶间型材料由于ZrO2马氏体相变的失效和残余微量玻璃相的脆化,表现出与普通耐火材料相似的残余强度衰变趋势,而纳米/纳米型材料却呈现与高温热冲击条件下相似的变化趋势.     

ZrSiO4颗粒/Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基复相陶瓷的烧结行为及力学性能

本文对ZrSiO4颗粒/Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基复相陶瓷的烧结行为及力学性能进行了研究.发现引入ZrSiO4相,可促进Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24基陶瓷的烧结,并抑制主晶相的晶粒长大.在Ca0.6Mg0.4Zr4P6O24中引入10vol%ZrSiO4,可获得一种具有较高抗弯强度(197MPa)和较低热膨胀系数(1.54×10-6/℃)的NZP基复相陶瓷材料.     

氟化钙对常压烧结Si3N4/BN复相陶瓷结构与性能的影响

以微米级Si3N4和h-BN粉末为原料,CaF2–Al2O3–Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备了BN体积含量为25%的Si3N4/BN复相陶瓷。研究了CaF2添加量对Si3N4/BN复相陶瓷材料力学性能的影响,并通过X射线衍射和场发射扫描电镜分析了复相陶瓷的物相组成和显微组织。结果表明：随着CaF2添加量增加,制备的Si3N4/BN复相陶瓷材料气孔率逐渐增大,收缩率变小,相对密度减小。添加量为2%（质量分数）时,Si3N4/BN复相陶瓷的室温抗弯强度达145.5MPa。添加适量的CaF2可在Si3N4/BN复相陶瓷材料常压烧结过程中较大程度地破坏h-BN的卡片房式结构,将微米级的h-BN颗粒变成纳米级颗粒。