La2O3刻蚀对金刚石单晶性能的影响

以氮气为保护气氛,在820～980℃下用La₂O₃刻蚀人造金刚石单晶表面,研究稀土氧化物La₂O₃刻蚀对人造金刚石单晶性能的影响。利用扫描电子显微镜观测刻蚀后金刚石单晶不同晶面的表面形貌,通过人造金刚石单晶表面粗糙度、单颗粒抗压强度、抗冲击韧性和铜基结合剂金刚石节块抗弯强度来表征刻蚀前后金刚石单晶性能的变化。结果表明：La₂O₃对金刚石{100}面和{111}面的刻蚀是各向异性的;当刻蚀温度从820℃升高到980℃时,{100}面表面粗糙度从0.40μm增加至2.28μm,{111}面表面粗糙度从0.70μm增加到3.32μm,金刚石单颗粒的抗压强度由未刻蚀金刚石的576 N降低到最小530 N,冲击韧性由92.94%下降到89.21%。当金刚石体积分数为5%时,刻蚀后金刚石节块的抗弯强度增幅达到17.9%。     

孔隙率对超薄金刚石切割砂轮性能的影响

研究了超薄金刚石切割砂轮中孔隙率对金属结合剂的影响,以及不同压力和温度对金刚石砂轮孔隙率的影响。实验结果表明,压力对砂轮孔隙率的贡献明显高于温度,温度对孔隙率的贡献主要表现在孔隙的形貌上。本实验用数学方法推导了超薄金刚石切割砂轮孔隙率与其抗弯强度的关系,为超薄金刚石切割砂轮的配方和工艺设计提供了数据基础和实践经验。     

Yb2Si2O7 前驱体及其低压等离子喷涂用粉末制备研究

本文分别采用固相反应法和溶胶凝胶法制备 Yb2Si2O7 前驱体粉末和陶瓷块材。 采用固相法时, 混合粉 末经 1500 ℃, 5 h 煅烧后由 Yb2Si2O7 和 Yb2SiO5 两相构成, 经冷压、 1600 ℃, 10 h 煅烧后得到疏松块材, 内部 残留大量未完全反应的氧化硅和中间相 Yb2SiO5。 采用溶胶凝胶法时, 退火态干凝胶经 1400 ℃, 5 h 煅烧后即可 获得高纯 Yb2Si2O7 粉末, 经冷压、 1600 ℃, 10 h 煅烧后, 得到近 Yb2Si2O7 纯相的、 更完整致密块材。 这些表明 相较于固相反应法, 溶胶凝胶法制备 Yb2Si2O7 具有反应门槛较低、 易制得高纯均匀材料的优势。 进一步, 采用 二流体雾化工艺制备低压等离子喷涂用粉末, 重点探索了 PVA 含量和雾化压力对粉末的影响规律。 结果表明, PVA 含量决定粉末形貌, 当 PVA 含量适中时 (10 wt.%) 可获得球形度良好的实心粉末, 雾化压力决定粉末粒度, 雾化压力越大, 粉末粒径越细, 当雾化压力为 1.2 MPa 时, 可获得所需的 1~30 μm 超细粉末。     

稀土氧化物对羟基磷灰石力学性能和显微结构的影响

采用XRD,SEM及力学性能测试等方法研究添加稀土氧化物Y2O3、CeO2和(Y2O3+CeO2)对羟基磷灰石基复合材料的烧结温度、力学性能和显微结构的影响。结果表明,添加2%的稀土氧化物,可以降低烧结温度,改善显微结构,提高抗弯强度。尤其是添加2%的复合稀土氧化物(Y2O3+CeO2)后,羟基磷灰石基复合材料的抗弯强度达110 MPa,是未添加稀土氧化物的试样的1.29倍。其强度提高的主要原因是稀土元素的细晶强化和固溶强化等对基体的作用。     

TiO2-SiO2复合气凝胶的常压干燥制备及光催化降解含油污水活性

以钛酸四丁酯和正硅酸乙酯为原料,利用溶胶凝胶工艺制备出不同硅含量的TiO₂-SiO₂复合醇凝胶.结合老化液浸泡和小孔干燥工艺,在常压下干燥得到完整的TiO₂-SiO₂复合气凝胶块体.采用扫描电子显微镜、BET比表面积测试、X射线粉末衍射等测试手段对复合气凝胶的微观结构和物化性能进行了测试和表征.测试结果表明,复合气凝胶具有良好的性能,Ti和Si元素在气凝胶中分布均匀.随着SiO₂含量的增加,复合气凝胶的密度逐渐变小,比表面积增大,孔隙率增加,转变为锐钛矿相的相变温度升高.经高温煅烧晶化处理,复合气凝胶转变为锐钛矿相结构.以乳化后的渤海原油水溶液作为含油污水模拟溶液,测试了复合气凝胶对含油污水的催化降解性能.污水降解结果显示复合气凝胶对渤海原油污水具有较好的催化降解活性.在SiO₂摩尔分数低于30%时,随着硅含量的增加,复合气凝胶的光催化降解率升高;但当SiO₂摩尔分数高于30%后,继续增加SiO₂掺入量,反而造成复合气凝胶催化能力下降.对于SiO₂摩尔分数为30%的复合气凝胶,获得了最佳的催化降解效果,90 min催化降解率达95%.      

超细氧化铈基复合氧化物粉体的制备及应用综述

综述了CeO2基复合氧化物超细粉体的各种制备方法,其中包括固相烧结法、溶胶-凝胶法、水热法、化学共沉淀法、低温燃烧法等.详细介绍了CeO2基复合氧化物超细粉体在催化剂、陶瓷颜料、固体燃料电池及化学机械抛光等领域的应用.     

热压法制备Ti3SiC2陶瓷结合剂/金刚石复合材料的组织结构

以Ti、Si、C粉、金刚石磨料为原料,添加适量Al粉,采用热压法制备Ti3SiC2陶瓷结合剂/金刚石复合材料,通过X射线衍射、扫描电镜及能谱分析对该复合材料的组织结构进行观察与分析,并研究烧结温度、助熔剂 Al 含量以及金刚石浓度对复合材料的影响。结果表明,因金刚石的反应活性较差,较低温度下热压时金刚石表面未能生长出Ti3SiC2,1300℃高温下热压形成的Ti3SiC2晶粒发育良好;适量添加Al粉有助于Ti3SiC2的合成;金刚石颗粒浓度从25%增加到50%时,金刚石参与并促进Ti3SiC2的合成,Ti3SiC2含量明显增加;金刚石表面生成晶型发育良好的Ti3SiC2晶粒,实现了磨料与结合剂的化学键合,从而提高结合剂与磨料间的结合力。     

添加ZrO2对Si3N4复合陶瓷材料力学性能的影响

通过无压烧结制备了ZrO2-Si3N4复合陶瓷材料,并以排水法、SEM和DDL100型万能拉伸机进行表征。研究了ZrO2含量对Si3N4陶瓷的致密度、显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着ZrO2含量的增加,Si3N4陶瓷致密度增加;抗弯强度和断裂韧性先增大后减小,当ZrO2含量达到10%时,Si3N4的抗弯强度和断裂韧性同时达到最大值,分别为362MPa和7.0MPa.m1/2。ZrO2增韧Si3N4陶瓷的机制为应力诱导相变。     

料浆刷涂针刺法制备C_f/C-ZrB_2复合材料及其力学性能

以天然石墨粉、ZrB_2粉末、醇溶性酚醛树脂粉末及炭纤维毡、炭纤维无纬布为原料,采用料浆刷涂、针刺、温压固化、高温碳化工艺,结合化学气相沉积工艺,制备C_f/C-ZrB_2复合材料。通过阿基米德排水法测试密度及孔隙率,采用扫描电镜分析及力学性能测试等手段,研究料浆固含量对C_f/C-ZrB_2多孔坯体中基体粉末分布的影响,以及对C_f/C-ZrB_2复合材料力学性能的影响。结果表明:料浆固含量增加,坯体中基体粉末分布的均匀性提高,材料力学性能随浆料固含量的增加呈现先升后降的趋势,当料浆固相体积分数为15%时,材料抗弯强度达到121.86 MPa。     

凝胶注模成形制备铜锡多孔材料的研究

采用非水基凝胶注模工艺,对铜锡复合粉体进行了成形与烧结的研究。非水基凝胶注模的单体为甲基丙烯酸-2-羟基乙酯,溶剂为1,2-丙二醇,交联剂为二乙二醇丙烯酸酯,引发剂催化剂为过氧化苯甲酰-N,N-二甲基苯胺,分散剂采用聚乙烯比咯烷酮。制备出不同固相含量的悬浮液,经过凝胶成形与烧结,得到铜锡烧结多孔材料。探讨了坯体的性能、烧结过程中的收缩率、孔隙率、显微结构和力学性能。结果表明:经过脱模干燥后的坯体抗弯强度最大能达到12.76 MPa,坯体中的金属粉末颗粒均匀分散在有机三维骨架中,对于烧结多孔材料,随着固相含量的增加,烧结体密度增大,烧结收缩率降低,抗压性能提高。烧结试样孔隙率在20%~40%之间,烧结收缩率小于12%,抗弯强度最大为240 MPa,制备的烧结多孔材料孔隙分布均一、能制备复杂形状的部件。     

铁矿烧结黏结相气孔率影响因素分析

为了明确影响黏结相气孔特征的主要因素，采用矿相显微镜分析法测定了黏结相的气孔率，采用可视化微型烧结法研究了影响黏结相气孔率的主要因素，进而探究其对黏结相自身强度的影响规律。结果表明，含铁矿物气孔率从大到小矿物类型为磁铁矿＞褐铁矿＞赤铁矿；在固定CaO的配比为15%时，气孔率随着SiO2含量的增加先增加后减小，随着Al2O3含量的增加而减小，黏结相的强度随着气孔率的增加而减小。     

常压烧结SiC超光滑抛光性能研究

采用常压烧结的方法制备了反射镜用SiC陶瓷材料。研究了金刚石、氧化铬(Cr_2O_3)和二氧化硅(SiO_2)_3种磨料对常压烧结SiC陶瓷抛光性能的影响。结果表明,常压烧结SiC的各项物理性能满足反射镜基底材料的基本要求;金刚石磨料与常压烧结SiC陶瓷的硬度差最小,且超顺滑抛光过程中金刚石磨粒形状在SiC陶瓷表面产生的位错、空位等缺陷最少,因此采用金刚石磨料时,常压烧结SiC陶瓷的表面质量最好,其表面粗糙度值(RMS)为0.789 nm,面形精度为0.007λ(λ=0.632 8μm),满足反射镜的使用要求。     

不同烧结条件下V_2O_5对NiFe_2O_4基惰性阳极结构和性能的影响

采用两步冷压—烧结法制备了V_2O_5掺杂NiFe_2O_4尖晶石阳极材料,研究在不同烧结条件下,V_2O_5添加剂对NiFe_2O_4尖晶石结构和性能的影响。结果表明,向NiFe_2O_4陶瓷基体中引入V_2O_5后形成了低共熔点物质Ni_2FeVO_6,形成液相烧结,能够促进晶粒生长。试样的气孔率和抗弯强度均随着V_2O_5添加量的增加而不断下降。添加0.5%V_2O_5后,低温条件下烧制所得样品的平均气孔率和抗弯强度与相同条件下制备的无添加剂样品的平均气孔率相近。高温条件下延长烧结时间能够降低样品的平均气孔率,但陶瓷基体内会因为部分晶粒的异常生长导致惰性阳极力学性能的弱化。     

磨削硬质合金用金属结合剂金刚石砂轮的性能影响因素

硬质合金具有硬度高、强度好、耐腐蚀和耐磨损的特点,采用传统方法难以满足精密及超精密加工的技术要求。文中研究人造金刚石的品种、粒度、浓度和金属结合剂成分等对金刚石砂轮磨削性能的影响,结果表明：在相同浓度下,粗粒度砂轮具有较高的磨削效率,随着磨粒粒度减小,加工表面质量得到改善,但砂轮尖角保形性先提高后减小;结合剂中加入强碳化合物形成元素和控制结合剂中脆硬相含量有助于提高砂轮磨削性能。     

高温热蒸发法在金刚石表面镀覆SiO_2的形貌与形成机理

采用高温热蒸发法在金刚石表面镀覆SiO_2,用扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和能谱分析对SiO_2的形貌与物相组成进行观察与分析,研究SiO_2晶体的生长机制。结果表明,在较低温度下(1 300℃)金刚石表面生成SiC和SiO_2颗粒,无法形成涂层。温度升高到1 400℃时,金刚石表面形成许多由C,Si,O元素组成的细小蝌蚪状组织。当温度升高到1 500℃时,金刚石表面镀覆良好的Si-O涂层,Si-O涂层上有许多SiO_2晶粒、微米棒与晶须。SiO_2晶体的生长机制为:首先在金刚石表面沉积一层Si-O涂层,然后在该涂层上析出SiO_2颗粒,在SiO_2颗粒上进一步形成新的SiO_2颗粒和晶须。     

铸铁短纤维在金刚石砂轮中的应用

在研究成形、烧结工艺参数对铸铁短纤维烧结体显微组织和性能影响的基础上,研制出新型金刚石磨具—铸铁短纤维结合剂金刚石砂轮。与国内优质青铜结合剂金刚石砂轮相比,该砂轮更适于陶瓷类硬脆材料的高效磨削加工。在磨削发动机Si_3N_4缸套时,磨削效率提高2倍,磨削比提高5倍。     

Microstructure,mechanical properties and tribological behaviour of PM Fe-Cu-Zn alloys containing solid lubricants

Abstract

Fe-Cu-Zn alloys containing solid lubricants of graphite and talc produced via cold pressing and sintering technology are investigated. The influence of composition and sintering temperature on open porosity, density, strength and hardness of these alloys is studied. The microstructure is correlated with the mechanical properties of the sintered materials. The tensile tests showed that the peak strength was observed for samples sintered at ≤1000°C. Above this temperature the bending and tensile strength values decrease. Microstructural analysis of sintered materials revealed three phases in the structure: α-Fe, α-brass and talc. Results indicate that the microstructure of sintered samples is sensitive to process variables such as brass and talc contents and sintering temperature.     

熔剂对阳春粉熔化性及烧结质量的影响

采用拉伸试验机测定烧结试样的强度,应用半球点法测定试样的熔化性温度,研究了SiO2、Al2O3和MgO含量对阳春铁矿粉熔化性及其烧结质量的影响。结果表明:随着SiO2含量的增加,熔化性温度相应降低,当SiO2的质量分数为5.6%时抗压强度较大;随Al2O3含量增加熔化性温度略有升高,烧结矿强度略有降低;MgO含量增加,阳春粉的熔化性温度相应升高,烧结试样的抗压强度相应升高。     

Effect of Method of Sample Preparation on Strength of Zirconium Diboride (ZrB<Subscript>2</Subscript>)

Different surface finish of ZrB₂ was generated by machining the hot pressed monolithic ZrB₂ by wire-electrical discharge machining (EDM) as well as conventional diamond grinding. The effect of surface finish on strength was studied. Our results showed that wire-EDM produced very high roughness (Ra = 1.2) as compared with diamond grinding (Ra = 0.2 and 0.33) which resulted into lower strength of ZrB₂ for EDM machined sample as compared to diamond ground samples.