(Y,Mg)-PSZ材料的微晶化设计、制备与表征

通过化学包裹-共沉淀工艺制备MgO,Y2O3复合稳定、硬质相颗粒(Al2O3,MgAl2O4)均匀包裹的氧化锆基超细陶瓷粉体。经干压、等静压成型,在小于或等于1550℃下烧结致密并实现了PSZ材料的微晶化。借助XRD,SEM,TEM,EDAX等手段研究了材料的微观结构、物相组成与宏观力学性能间的关系,结果表明：(1)通过MgO,Y2O3的复合稳定和硬质相颗粒相(Al2O3,MgAl2O3)的晶界钉扎,在较低烧结温度(小于或等于1550℃)下制备了复相PSZ陶瓷,晶粒尺寸控制在10μm左右;(2)经1100℃下适时热处理,所制备的复相PSZ陶瓷表现出PSZ增韧材料所特有的优良力学性能和结构特征;(3)引入Al2O3,MgAl2O4等硬质颗粒相,即细化晶粒、强化晶界的同时,又利用其颗粒增韧和微裂纹增韧等机制以提高材料的中、高温力学性能。     

镁掺杂对ZnO—Al2O3系陶瓷性能的影响

运用回归技术并结合ＳＥＭ的测试结果,对影响ＺｎＯ－Ａｌ２Ｏ３系陶瓷电阻及电阻温度特性的线性化机制进行了探讨。研究表明,Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ的掺杂及烧成工艺均对材料的电阻率和电阻温度系数有较为明显的影响,镁掺杂对材料的电子激活能有较大的影响。当材料的电子能值较低时,通过回归发现其阻温特性具有较好的线怀,符合麦克荣林公式近似。     

Y3+掺杂对Al2O3陶瓷硬度的影响

本实验主要研究了稀土Y2O3添加量、成形压力和烧结温度等对氧化铝陶瓷的影响.研究结果表明,在Y2O3掺量为0.5wt%、压力20MPa和1 600℃烧成(保温2h)的条件下,Al2O3陶瓷的密度可达3.9g/cm3以上,其硬度也得到了很大程度的提高.微观结构分析表明,添加Y2O3不仅可以细化晶粒,还能抑制氧化铝晶粒的异常长大,使晶粒尺寸均匀而形成致密化结构.     

Al2O3掺杂对微晶(Y,Mg)-PSZ材料性能的影响

The effect of Al₂O₃ addition was investigated on sinterability,grain size and mechanical properties of fine-grained(Y,Mg)-PSZ ceramics.It is found that small amount of Al₂O₃ addition has considerable effects on material properties mentioned above.Al₂O₃ addition could inhibit grain growth of ZrO₂,as well as improve mechanical properties at room temperature.On the other hand,excessive amount of Al₂O₃ could hinder not only grain growth of ZrO₂ but also densifications.However,mechanical properties at high temperature (800℃) could be improved.     

制备工艺对ZTM／Al2O3复相陶瓷材料力学性能的影响

本文对使用三种不同方法制备的ＺＴＭ／Ａｌ２Ｏ３复相陶瓷的某些特性进行了研究。结果表明不同的制备方法对试样的抗弯强度及断裂韧性有明显的影响。     

MgO,Y2O3添加剂对原位反应制备ZTM／Al2O3材料性能的影响

本文主要探讨了ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３添加剂对原位反应制备ＺＴＭ／Ａｌ２Ｏ３材料常温力学性能的影响。实验表明：ＭｇＯ可明显提高材料的烧结致密度;Ａｌ２Ｏ３的含量越高,ＭｇＯ的添加越有利于材料常温抗弯强度的提高;ＭｇＯ对材料韧性的贡献小于Ｙ２Ｏ３;Ｙ２Ｏ３可明显改善材料的韧性,地常温抗弯强度的提高作用不大;对烧结致密化的作用小于ＭｇＯ。Ｙ２Ｏ３改善材料韧性的原因是与ＺｒＯ２形成固溶体。     

掺纳米Al2O3的纳米ZrO2(4Y)固体电解质的电性能

以纳米ZrO2(4Y)粉和纳米Al2O3粉为原料, 单轴成型, 1 200, 1 300 ℃无压烧结. 对掺不同质量分数(0.0～5.0%)Al2O3的ZrO2(4Y)烧结体, 用XRD, SEM和TEM研究了相组成和微观结构. 在不同温度下(300～1 000 ℃)测试了交流阻抗谱, 发现掺很少量的纳米Al2O3可降低ZrO2(4Y)的晶粒电阻. 但随着Al2O3掺入量的增加, 晶界电阻增大, 晶粒电阻也有所回升. 晶粒和晶界电导活化能则随Al2O3掺入量的变化不大. 对1 200 ℃,2 h烧结样品, 在1 000 ℃时, 掺0.5% Al2O3的ZrO2(4Y)样品有最大电导率, 为3.8×10-2Ω-1·cm-1.     

热处理对Al2O3/PSZ(3Y)陶瓷材料结构和性能的影响

将烧结的Al2O3/PSZ(3Y)陶瓷材料在不同温度和时间下进行热处理,对不同热处理制度下的试样致密性能和力学性能进行了测试,用X射线衍射分析了热处理前后材料中的各晶相的变化情况。结果表明:1560℃烧结的Al2O3/PSZ(3Y)陶瓷材料,经1100℃热处理6小时后其抗弯强度达到680MPa,比未处理试样的强度提高了近30%。热处理后基体中出现的不同晶格常数的四方氧化锆晶相对提高材料的力学性能有利。     

MgO对Al2O3瓷性能的影响

研究了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ３系Ａｌ２Ｏ３ 添加不同量滑石对提高其抗折强度、硬度、耐磨性、密度等性能的影响,探讨了ＭｇＯ在显微结构中所起的作用及影响机理,并找出了形成低温细晶９５Ａｌ２Ｏ３瓷中添加滑石的最佳范围。     

Y2O3、MgO复合稳定微晶PSZ陶瓷热处理过程的研究

本文采用工业级ＺｒＯ２作主要原料,利用机械球磨混合工艺,在Ｙ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＺｒＯ２－ＡＩ２Ｏ３四元体系中,利用ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３的复合稳定制备出微晶（Ｙ,ｇ）－ＰＳＺ／ＭｇＡＩ２Ｏ４陶瓷。探讨了热处理工艺过程对材料力学性能、相组成及显微结构的影响。     

Al2O3对CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃晶化和性能的影响

以CaO-Al2O3-SiO2三元系微晶玻璃为研究对象,从玻璃析晶动力学方面进行研究,通过DTA和SEM等分析方法,对微晶玻璃析晶行为进行研究,利用析晶活化能E和析晶参数n值来分析析晶机理;实验结果表明:析晶参数n=2,体系属于整体析晶。随着Al2O3含量的增加,析晶温度有升高的趋势,析晶活化能增大,有利于玻璃的烧结;试样密度增大,显微硬度增加。     

MgO、Y2O3添加剂对原位反应制备ZTM/A12O3材料性能的影响

本文主要探讨了MgO、Y2 O3 添加剂对原位反应制备ZTM/Al2 O3 材料常温力学性能的影响。实验表明 :MgO可明显提高材料的烧结致密度 ;Al2 O3 的含量越高 ,MgO的添加越有利于材料常温抗弯强度的提高 ;MgO对材料韧性的贡献小于Y2 O3 ;Y2 O3 可明显改善材料的韧性 ,但对常温抗弯强度的提高作用不大 ;对烧结致密化的作用小于MgO。Y2 O3 改善材料韧性的原因是与ZrO2 形成固溶体。     

湿化学法制备微晶（Y，Mg）－PSZ／MgAl_2O_4陶瓷的研究

研究了用湿化学法制备Ｙ_２Ｏ_３－ＭｇＯ－ＺｒＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３四元系超细粉末的工艺技术，探讨了包裹沉淀和包裹沉淀－乙酸镁混合两种制备工艺及组成对微晶ＰＳＺ材料结构、性能的影响。经１１００℃适当时间的热处理获得了在ｃ－ＺｒＯ_２中具有ｔ－ＺｒＯ_２梭形析出体的微晶ＰＳＺ复相陶瓷，其室温强度达８００ＭＰａ，断裂韧性在１４ＭＰａ·ｍ１／２左右，１０００℃下高温强度可达４５８ＭＰａ。     

Al2O3陶瓷的动态力学性能研究

本文采用ＳＨＰＢ装置对９５瓷、９７瓷和９９瓷的动态力学性能进行实验研究。结果表明Ａｌ２Ｏ３陶瓷在高冲击载荷下其抗压强度增高,其增加幅度随Ａｌ２Ｏ３含量增加而加大,并分析了机理。     

添加Cr2O3对Al2O3-TiC陶瓷烧结及纳米结构形成的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料中Ｃｉ２Ｏ３添加剂对该陶瓷材料烧结致密度和力学性能的影响。Ｃｒ２Ｏ３与ＴｉＣ在高度有化学反应发生,反应产物在高温产生的液相有助于陶瓷材料的烧结。Ｃｒ２Ｏ３与Ａｌ２Ｏ３形成的连续固溶体,使Ａ２ｌＯ３晶格的活化从而也促进了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷材料的烧结。ＴＥＭ研究表明：Ｃｒ离子高温时在ＴｉＣ中具有较高的溶解度,降温后淀析出许多纳米级含Ｃｒ的颗粒,使Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶     

添加剂Y_2O_3对Mg-PSZ显微结构及力学性能的影响

研究了添加Ｙ２Ｏ３对ＭｇＰＳＺ显微结构及力学性能的影响。结果表明,ＭｇＰＳＺ中引入Ｙ２Ｏ３有利于降低烧结温度,促进立方化完全,但烧结体的力学性能有所降低。在１４００℃下热处理,（Ｍｇ,Ｙ）ＰＳＺ材料与ＭｇＰＳＺ一样发生ｃＺｒＯ２→ｔＺｒＯ２的析出过程,析出纺锤状四方ＺｒＯ２晶体。１４００℃热处理１０ｈ获得最大抗弯强度达６４８ＭＰａ,断裂韧性Ｋ１ｃ为８．３ＭＰａ·ｍ１／２。Ｙ２Ｏ３的加入使获得优异力学性能的热处理范围变宽,因而工艺上容易控制。但Ｙ２Ｏ３加入过多使析出困难。最佳加入量为１．０％（摩尔百分数）。Ｙ２Ｏ３的加入还使材料的Ｗｅｉｂｕｌ模数增高至１８．４６,表明（Ｍｇ,Ｙ）ＰＳＺ经热处理后能消除内部缺陷,使材料可靠性提高。     

溶胶-凝胶法对Al2O3陶瓷表面改性的研究

研究了八种不同陶瓷试样的抗弯强度和韦布尔模数。结果表明 ,试样的抗弯强度按线切割、粗磨、精磨、抛光、热处理、氧化铝一次涂层、氧化铝二次涂层、Al2 O3-SiO2 混合涂层的次序依次提高。而韦布尔模数以Al2 O3-SiO2 混合涂层最高 ,其次是热处理试样。理论分析可知 ,热处理过程可使裂纹钝化甚至弥合 ,减少了裂纹半径C ,因此提高了抗弯强度。涂层方法可以提高试样的抗弯强度 ,但可能使晶界与晶粒产生裂纹而导致韦布尔模数下降。由Al2 O3-SiO2 混合涂层试样的横截面SEM形貌图可知 ,该方法可使溶胶颗粒渗入基体更深 ,可以很好地弥合试样表层裂纹。     

Cr2O3、Y2O3含量及矿化剂对铬钇铝红色料呈色影响的研究

对固相法合成的铬钇铝红色料进行了XRD、FESEM测试与分析,并采用光电测色仪测试了试样的呈色特征和色度参数,讨论了不同Cr2O3、Y2O3含量以及不同矿化剂对色料呈色的影响,确定了固相法合成铬钇铝红色料的较好Cr2O3、Y2O3含量以及矿化剂的种类和添加量。