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。     

稀土La2O3添加对氧化铝多孔陶瓷性能的影响

以煅烧α-Al2O3为原料,稀土氧化镧(La2O3)为添加剂,羧甲基纤维素为成型粘结剂,通过混料、困料、研磨、模压成型、高温烧结等工序制备了氧化铝多孔陶瓷,研究了烧结温度及La2O3添加量对氧化铝多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、孔隙率、抗折强度和微观形貌的影响。结果表明:在相同烧结温度下,随稀土添加量的增加,多孔陶瓷的体积密度、线收缩率与抗折强度均降低,而孔隙率则逐渐增加。微观形貌与X衍射分析表明,稀土La2O3的加入,抑制了氧化铝颗粒间的烧结,并在高温下与氧化铝反应生成了片状晶体LaAl11O18,片状晶LaAl11O18阻碍了氧化铝晶粒的长大,进而抑制了坯体的收缩,最终使得氧化铝多孔陶瓷具有较高的孔隙率。     

B2O3—Y2O3添加剂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

研究了以Ｂ２Ｏ３－Ｙ２Ｏ３作为助烧结剂的ＡｌＮ陶瓷的烧结特性及显微结构。结果表明，晶界处存在ＹＡｌＯ３，Ｙ４Ａｌ２Ｏ３及Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２等各种铝酸钇结晶物，Ｂ２Ｏ３可固溶到铝酸钇中形成固溶体。     

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.     

烧结温度对莫来石多孔陶瓷结构与性能的影响

以含锆硅线石为主要原料,α-Al₂O₃粉为辅料,改性淀粉为造孔剂,原位烧结制备了莫来石多孔陶瓷试样。研究了烧结温度(1 400～1 600℃,间隔50℃)对试样物相组成、显微结构及性能的影响。结果表明：1)随烧结温度的升高,试样中莫来石衍射峰的强度逐渐增强,莫来石晶粒逐渐发育长大,其外观呈现明显的台阶状形貌,符合二维成核生长机制。2)随烧结温度的升高,烧后试样的体积密度呈先减后增趋势,而显气孔率和线变化率的变化趋势则与之相反,常温耐压强度则呈逐渐增大趋势。3)当烧结温度为1 550～1 600℃时,试样综合性能较佳,莫来石晶粒发育长大并致密结合,适于在高温下使用。     

泡沫注凝法制备刚玉-莫来石多孔陶瓷

以T60板状刚玉粉(d50=10.74μm)、ZTP-200氧化铝微粉(d50=4.96μm)、RG4000煅烧氧化铝微粉(d50=1.46μm)和NS-30型硅溶胶为原料,采用泡沫注凝法制备了刚玉-莫来石多孔陶瓷,主要研究了粉料粒度级配(d50分别为1.46、4.96、10.74μm的三种氧化铝粉料的质量分数分别为44%、26%、30%,36%、28%、36%,30%、29%、41%,21%、29%、50%)和浆料中硅溶胶加入量(质量分数分别为0、2%、4%)对坯体的烧后收缩及烧后试样的致密度、常温耐压强度、热导率、相组成和显微结构的影响。结果表明:1)d50=10.74μm的粗颗粒加入量增加,试样的烧后线收缩率、致密度和常温耐压强度减小;2)硅溶胶加入量增加,试样的烧后线收缩率和体积密度减小,但由于SiO2与Al2O3反应生成莫来石,试样的常温耐压强度变化较复杂;3)泡沫注凝法制备的刚玉-莫来石复相多孔陶瓷具有球形孔结构,平均孔径约为140μm,其性能如下:烧后线收缩率9.29%,体积密度0.78 g·cm-3,显气孔率79.8%,常温耐压强度25.3 MPa,1 000℃(热面温度)下的热导率为0.481W·m-1·K-1。     

Dy和Er掺杂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

在AlN粉末中添加稀土氧化物Dy2O3和Er2O3,采用高温烧结方法制备氮化铝陶瓷,研究了稀土掺杂对陶瓷烧结性能、显微结构及导热性能的影响。结果表明:纯氮化铝陶瓷相对密度只有90.7%,导热率为45.7W/(m·K),而添加3%的Dy2O3的AlN陶瓷相对密度为99.4%%,导热率为84.1W/(m·K),添加3%的Er2O3可使氮化铝陶瓷相对密度提高到99.1%,导热率达到115.4W/(m·k);添加Er2O3可有利于消除氮化铝陶瓷的晶界相,减少氮化铝晶粒缺陷及提高声子在晶体中的传播路程,并显著提高氮化铝陶瓷的结构致密性和导热性能。     

烧结制度对多孔Al2O3陶瓷载体性能影响的研究

本文用固态粒子烧结法制备多孔氧化铝陶瓷 ,研究了烧结制度对多孔陶瓷的空隙率、孔径、硬度及热变型等的影响 ,制得了具有较高孔隙率 (44 %～ 6 0 % )和一定孔径分布和强度的多孔氧化铝陶瓷     

莫来石纤维多孔陶瓷的制备与性能

对纤维多孔陶瓷的制备及性能进行了研究。在制备纤维多孔陶瓷时,采用酸性磷酸铝A23(P/Al原子比为2 3)作粘结剂,所制备的多孔陶瓷在各方面都具有优良的性能。如导热系数λ(22℃)为0.0529W/m.℃、热膨胀系数α为4.75×10-6/℃、孔隙率为96.22%、容重为0.1142 g/cm3等。在环保、节能领域具有广泛的应用前景和重要的社会及经济意义。     

微米级多孔Al2O3陶瓷的研制

本课题以ａ－Ａｌ３Ｏ３为骨料，通过调整骨料颗粒度颗粒级配、烧成温度、粘结剂量，研究了平均孔径在２－１０μｍ范围内，具有狭窄的孔径分布，气孔率在４０％以上，ＨＲＡ超过６０的陶瓷多孔体。     

双相铝硅凝胶Al2O3／SiO2比对莫来石陶瓷显微结构的影响

对具有不同Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ３比的双相铝硅凝胶的烧结行为及陶瓷材料的显微结构进行了研究，结果表明，少量液相的存在对先驱粉末的致密率和材料显微结构有显著的影响。富硅莫来石先驱粉末成型体能在较低的温度下常压烧结，相对密度高达９８％以上，试样有柱状莫来石晶粒存在。     

制备工艺对Al2O3多孔陶瓷性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３粉料粒径、烧成温度及有机造孔剂对Ａｌ２Ｏ３多孔陶瓷的气孔率、孔径大小及分布的影响，结果表明，随造孔剂加入量的增加，气孔率呈线性增大，加入造孔剂后，平均气孔孔径变大，孔径分布范围变宽。     

Al2O3—Fe2O3复相多孔陶瓷的强韧化研究

本文介绍了采用不锈钢纤维及化学镀镍铁粉增韧补强Ａｌ２Ｏ３－Ｆｅ２Ｏ３复相多孔陶瓷的方法；研究了不锈钢纤维含量及化学镀镍铁粉对材料性能的影响。探讨了其韧化机理；用该材料进行了成形模具对比试验。结果表明，不锈钢纤维和化学镀镍铁粉均对材料有明显的强韧化效果，尤其是两者的复合强韧化效果更显著。     

氟化铝添加量对碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷性能的影响

本文以碳化硅(SiC)、气相SiO2、纳米Al2O3和AlF3·H2O为原料,制备出了碳化硅/莫来石复合多孔陶瓷,主要研究了AlFa·H2O添加量、烧结温度对多孔陶瓷抗弯强度、气孔率、孔径分布等性能的影响.用SEM、XRD研究了多孔陶瓷的微观形貌和物相组成.结果表明:AlF3·H2O对莫来石的生成有明显的促进作用,1300℃时,添加AlF3·H2O的样品中检测到莫来石相,多孔陶瓷气孔率随AlF3·H2O加入量增加而升高,而抗弯强度随其增高而先增加后减小,AlF3·H2O添加量为4wt％时,多孔陶瓷气孔率为42.8％,抗弯强度为31.1 MPa.     

Y2O3对高热导率Si3N4陶瓷显微结构和性能的影响

以氧含量相对较高的“平价”Si₃N₄粉体(氧含量1.85%(质量分数))为原料,Y₂O₃-MgO作为烧结助剂,制备低成本高热导率Si₃N₄陶瓷,研究Y₂O₃含量对Si₃N₄陶瓷致密化、显微结构、力学性能及热导率的影响。结果表明,适当增加Y₂O₃的加入量不仅可以促进Si₃N₄陶瓷的致密化和显微结构的细化,还有助于晶格氧含量的降低和热导率的提升。Y₂O₃含量为7%(质量分数)的样品在1 900 ℃烧结后的综合性能最佳,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和热导率分别为99.5%、(726±46) MPa、(6.9±0.2) MPa·m^1/2和95 W·m^-1·K^-1。     

Al2O3–RE2O3(RE=Lu,Y,Gd,La)烧结助剂对Si3N4陶瓷结构和性能的影响

以α-Si_3N_4粉末为原料、Al_2O_3–RE_2O_3(RE=Lu,Y,Gd和La)为烧结助剂,在1 800℃压烧结制备氮化硅陶瓷,研究了不同烧结助剂对材料的相组成、微观结构和力学性能的影响。结果表明:样品中α-Si_3N_4完全转化为β-Si_3N_4,所形成的长柱状晶粒生长发育良好。随着稀土阳离子半径的增大,材料的相对密度和力学性能呈增加趋势,其中Si_3N_4–Al_2O_3–Gd_2O_3的抗弯强度和断裂韧性分别达到860 MPa和7.2 MPa·m~(1/2)。由于稀土离子对烧结液相黏度的影响,Si_3N_4–Al_2O_3–Lu_2O_3和Si_3N_4–Al_2O_3–Y_2O_3中出现了晶粒异常长大的现象,而Si_3N_4–Al_2O_3–La_2O_3的基体与柱状晶粒界面结合较大导致材料力学性能降低。     

TiO2和CaO-Al2O3-SiO2复合烧结助剂对刚玉陶瓷烧结的影响

在以α-Al2O3为原料的刚玉陶瓷配料中,分别添加0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60%的TiO2和0、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%的CaO-Al2O3-SiO2(CAS)玻璃,共组合出25组试验配方,以150MPa压力干压成型为45mm×5mm×4mm的试样,烘干后以5℃.min-1的升温速率升至1550℃保温2h烧成,然后检测烧后试样的相对密度、常温抗折强度和断裂韧性,并用扫描电镜观察烧后试样的显微结构。结果表明:引入TiO2能显著提高刚玉陶瓷的烧结致密化速率,但是引起晶粒的异向生长和异常长大,并使其断裂方式以沿晶断裂为主,试样力学性能也普遍较低;引入少量的CaO-Al2O3-SiO2易引起样品反致密化,只有CaO-Al2O3-SiO2的引入量大于1.3%才能有效地促进刚玉陶瓷的烧结,并抑制由0.6%的TiO2引起的严重的晶粒异向生长和异常长大,使材料的断裂方式向穿晶断裂转变,并使其力学性能逐渐回升。     

刚玉类型对刚玉—莫来石材料性能的影响

分别采用电熔白刚玉、板状刚玉为主要原料,制作刚玉—莫来石试样,对其常温性能、高温抗折强度、高温抗弯蠕变性能、抗热震性和显微结构进行了对比研究。结果发现:用板状刚玉制作的刚玉—莫来石试样的综合性能比用电熔白刚玉制作的试样优异,板状刚玉更适用于刚玉—莫来石高温窑具的生产。