造孔剂含量对多孔BN/Si3N4复合陶瓷结构和性能的影响

以Si3N4为基体、BN为添加剂,采用添加PMMA造孔剂法制备出具有优良力学性能和介电性能的多孔BN/Si3N4复合陶瓷。通过对材料的物相组成、显微结构、气孔率、孔径分布、力学及介电性能的表征和测试,系统分析了造孔剂含量对材料结构和性能的影响。结果表明:随着造孔剂含量的增加,多孔BN/Si3N4复合陶瓷的气孔率增大,抗弯强度减小,介电常数减小,而介电损耗呈微弱的上升趋势。当造孔剂粒径为2μm,含量为5%(质量分数,下同)时,制备出气孔率达到40.8%,抗弯强度达到(114.67±10.73)MPa,介电常数为4.0,介电损耗为3.3×10-3的高性能多孔BN/Si3N4复合陶瓷透波材料。     

初始浆料中固相含量对莫来石多孔陶瓷显微结构和性能的影响

以叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模工艺制备莫来石多孔陶瓷,研究不同固相含量对莫来石多孔陶瓷的显微结构、气孔率、气孔尺寸及分布、压缩强度和室温热导率的影响。实验结果表明,莫来石多孔陶瓷的气孔率和开气孔率分别在54.9%~61.2%和50.8~55.5%;气孔分布均匀且呈单峰分布,气孔孔径为2.34~3.52μm;在相同的烧结制度下,固相含量升高,莫来石多孔陶瓷的收缩率变小,气孔率降低,压缩强度和热导率明显升高,最高强度达59.5MPa,最低热导率为0.408W/m·K。     

非晶晶化法制备高性能ZTM微纳米复相陶瓷

采用非晶晶化法制备了Si-Al-Zr-O系氧化锆增韧莫来石(ZTM)微纳米复相陶瓷.分析了不同热处理温度和氧化锆含量对材料微观结构及其力学性能的影响.锆含量为15%(质量分数)的样品在1150℃热处理后能得到较好的力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别达到了5.13 MPa·m1/2,520 MPa.比用传统方法制各的ZTM陶瓷性能提高约40%.     

可加工B4C/BN复相陶瓷的制备与性能研究

采用热压烧结工艺制备了B4C/BN可加工复相陶瓷,热压烧结工艺参数为热压温度为1850℃,热压压力为30 MPa,保温时间为1 h.通过向B4C基体中加入不同含量的h-BN来研究h-BN的含量对所制备的B4C/BN复相陶瓷材料的力学性能和可加工性能的影响,并通过XRD和SEM来研究复相陶瓷的物相组成和显微结构.结果表明随着复相陶瓷中的h-BN含量的增加,B4C/BN复相陶瓷的密度逐渐降低;B4C/BN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性有所降低;复相陶瓷的维氏硬度大幅度降低;而硬度的降低导致了复相陶瓷的可加工性能得到显著的提高,当h-BN的含量高于20%(质量分数,下同)时,B4C/BN复相陶瓷具有良好的可加工性能.     

基于自蔓延高温合成技术制备TiB_2-TiC复相陶瓷

采用由自蔓延高温还原合成法制取的TiB2和TiC陶瓷粉料,在不同组成和不同烧结温度下热压制取TiB2-TiC复相陶瓷材料,研究了其力学性能和微观结构特征。结果表明：随着TiB2含量增加,TiB2-TiC复相陶瓷材料的相对密度、硬度和抗弯强度呈现光增后减趋势,当TiB2含量为50％时,材料的力学性能最佳。随着烧结温度提高,复相材料的性能呈现先快后缓趋势增加。     

Al_2O_3空心球含量对多孔Si_3N_4陶瓷微观组织及力学性能的影响

采用凝胶注模成型技术和无压烧结工艺,通过调节Al_2O_3空心球添加量,成功制备出了性能优异的多孔Si3N4陶瓷。在保持固相含量为50%(质量分数)的基础上,研究了Al_2O_3空心球含量对多孔Si3N4陶瓷材料的孔隙率、物相组成和微观组织结构的影响,分析了力学性能与组织结构之间的关系。结果表明,通过改变Al_2O_3空心球的含量,制备得到孔隙率介于44.98%~51.02%的多孔Si3N4陶瓷:随着Al_2O_3空心球含量的增加,多孔Si3N4陶瓷的孔隙率先减小然后稍有增大,而弯曲强度和断裂韧性则先增大后减小,分别存在最大值(125.1±3.6)MPa和(2.38±0.07)MPa·m1?2。     

Mullite/h-BN复合陶瓷的力学及抗离子侵蚀特性

通过热压烧结制备了不同莫来石含量的mullite/h-BN复合陶瓷,研究了物相组成、密度、力学性能以及抗离子侵蚀的特性随mullite含量的变化。结果显示,在烧结过程中和离子侵蚀过程中均没有发生物相的变化。当mullite体积含量由10%提高到30%后,复合陶瓷的密度、力学性能均有显著地提高,其抗离子侵蚀性能也随mullite的加入而改进。当mullite体积含量为10%时,复合陶瓷的侵蚀速率最高,同时在溅射表面还出现了不均匀的区域,这是由于Xe离子与材料表面作用,如离子注入和表面侵蚀等机制而引起的。     

陶瓷裂纹的修复

以SiC/Al/Al2O3为原料,加入少量Y2O3,通过烧结中SiC,Al粉氧化以及莫来石生成产生的体积膨胀效应,在简单的工艺条件下制备出一种以莫来石为主晶相的膨胀可调陶瓷材料.把这种原料调成一定固相含量的料浆注入陶瓷裂纹中,烧结过程中的化学反应使其与基体结合,同时产生体积微膨胀很好地闭合裂纹,达到修复的目的,从而以低成本获得材料可靠性的提高.     

TiO2-莫来石远红外陶瓷的研究

采用传统的陶瓷制备方法,以TiO2-莫来石系为主要研究对象,研究了不同组分和烧成温度对陶瓷材料的远红外吸收性的影响.试验表明,TiO2-莫来石体系陶瓷材料的远红外吸收性能,随着烧结温度的升高明显降低:TiO2能有效促进材料烧结、降低烧结温度,提高材料的红外吸收性能.     

TiO2-莫来石远红外陶瓷的研究

采用传统的陶瓷制备方法，以TiO2-莫来石系为主要研究对象，研究了不同组分和烧成温度对陶瓷材料的远红外吸收性的影响。试验表明，TiO2-莫来石体系陶瓷材料的远红外吸收性能，随着烧结温度的升高明显降低；TiO2能有效促进材料烧结、降低烧结温度，提高材料的红外吸收性能。     

酸洗粉煤灰烧结莫来石陶瓷及其力学性能

以酸洗粉煤灰为原料,铝溶胶为铝源,烧结制备了莫来石陶瓷。利用X射线衍射和场发射扫描电镜等分析了莫来石陶瓷的晶体结构与微观形貌,研究了烧结温度和铝溶胶添加量对莫来石陶瓷的烧结行为、析晶过程以及力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,陶瓷体积密度、莫来石含量以及抗弯强度先增大后减小;随着铝溶胶添加量增大,陶瓷体积密度和莫来石含量持续增大,但抗弯强度和维氏硬度先增大后减小。酸洗粉煤灰中添加17.7%铝溶胶,1200℃烧结时莫来石陶瓷综合性能最佳,体积密度为2.67 g/cm^3,结晶度和莫来石含量分别为83.4%和50.2%,陶瓷抗弯强度和维氏硬度分别达到137.6 MPa和7.97 GPa。     

莫来石纤维对氧化铝陶瓷性能的影响

选用莫来石纤维为增强体,通过添加适量的烧结助剂,制备莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料,探讨了不同烧结温度和不同纤维含量对复合材料性能的影响规律.结果表明:莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料的相对密度、弯曲强度和断裂韧性随烧结温度和纤维含量的增加先增大后减小,当烧结温度为1450 ℃、纤维含量为15%时,复合材料的弯曲强度、断裂韧性最高,复合材料弯曲强度和断裂韧性分别达到502.36 MPa和3.48 MPa·m~(1/2),比基体材料分别提高63.8%和54.7%;相对密度达到98.41%.纤维的拔出和脱粘消耗了大量的能量,是莫来石纤维增强氧化铝陶瓷复合材料力学性能提高的主要原因.     

烧结温度对莫来石刚玉复相材料微观结构的影响

以铝型材厂阳极氧化废渣和粘土为主要原料研制莫来石刚玉复相材料,探讨不同烧结温度对复相材料的影响,分别采用XRD和SEM表征样品的晶相结构和显微结构.结果表明烧结温度可显著改变样品中晶相的组成和各晶相的相对含量;各样品主要存在莫来石固溶体相和刚玉相两种结晶相,其中莫来石固溶体为主晶相,在不同温度下有两种组成(Al4.544Si1.456O9.728和Al4.59Si1.41O9.70);随烧结温度的升高,莫来石含量逐渐增多,至1650℃,试样中莫来石含量为100%.扫描电镜下莫来石呈针柱状交织,晶体发育良好,预示得到的材料具有良好的宏观力学性能.     

烧结温度对莫来石刚玉复相材料微观结构的影响

以铝型材厂阳极氧化废渣和粘土为主要原料研制莫来石刚玉复相材料，探讨不同烧结温度对复相材料的影响，分别采用XRD和SEM表征样品的晶相结构和显微结构。结果表明烧结温度可显著改变样品中晶相的组成和各晶相的相对含量；各样品主要存在莫来石固溶体相和刚玉相两种结晶相，其中莫来石固溶体为主晶相，在不同温度下有两种组成（Al4.544Sil．456O9.728和Al4.59Si1.41O9.70）：随烧结温度的升高，莫来石含量逐渐增多，至1650℃，试样中莫来石含量为100％。扫描电镜下莫来石呈针柱状交织，晶体发育良好，预示得到的材料具有良好的宏观力学性能。     

热压烧结ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的组织与力学性能

以ZrC,SiC,石墨为原料,采用热压烧结法制备了ZrC-SiC-C_g三元复相陶瓷,研究了石墨及其用量对所制备陶瓷材料的微观结构和力学性能的影响.结果表明:石墨的加入有效地促进了ZrC-SiC-C_g复相陶瓷的烧结,在添加约10%(体积分数, 下同)石墨时,密度达到最大.同时复相陶瓷表面随着石墨含量的增加,逐渐变得粗糙,即由于石墨与基体的结合较弱使材料表面出现剥落现象.力学性能分析表明,材料的抗弯强度在石墨含量小于10%时并未明显降低,其断裂韧性随着石墨量的增加呈现先增加后降低的趋势,当石墨含量为10%时,断裂韧性出现最大值4.29 MPa·m~(1/2).材料的断裂方式是沿晶和穿晶断裂相结合.     

莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体的制备与性能

以高岭土和氧化铝为原料,通过聚合物辅助挤出成型法制备了管状莫来石-刚玉多孔陶瓷支撑体.研究造孔剂添加量和烧结温度对支撑体相组成、机械强度、微观结构及孔结构的影响,结果显示通过优化制备条件可以获得高气孔率、高强度、孔径分布均匀、透气度好,且具有良好抗热震性能的多孔陶瓷支撑体.     

无压烧结制备YAG多孔陶瓷的工艺及性能

为了能够利用YAG优异的性能开发出更多的功能材料,通过调整无压烧结技术工艺参数成功制备YAG多孔陶瓷材料。结果表明:1500℃烧结的YAG多孔陶瓷的气孔率与1550℃烧结的陶瓷相近,但是1550℃制备的陶瓷具有较多烧结颈使抗压强度较高。保温2 h的样品与保温1 h的样品进行对比表明,保温2 h样品包裹气泡长大使气孔率高,液相较多颗粒联接牢固使抗压强度高。升温速度为5℃/min制备的陶瓷比升温方式10℃/min制备的陶瓷气孔率和抗压强度都高。在800℃排碳所制备的样品的气孔率和抗压强度都比1000℃排碳的高。通过分析工艺参数与性能之间的内在联系,得出烧结温度为1550℃,保温2 h,升温速度为5℃/min,800℃排碳时间1 h制备的YAG多孔陶瓷材料较为适合,其材料气孔率为59.4%,抗压强度为8.55 MPa。     

Sol-Gel工艺合成莫来石粉作为三维氧化物纤维增强复合材料多孔基体的应用研究（英文）

利用sol-gel工艺以双相Al_2O_3-SiO_2溶胶为原料,制备了近化学计量比的斜方莫来石陶瓷粉。然后,利用浆料浸渍-烧结结合sol-gel工艺制备了三维NextelTM440纤维增强多孔莫来石(N440/p-M)陶瓷基复合材料。对莫来石粉末块体陶瓷和N440/p-M复合材料的性能进行了研究。结果表明:1200和1300℃煅烧的莫来石粉末块体陶瓷具有相似的孔隙率,且都表现为典型的多孔结构;由于相邻纤维束丝的遮挡效应,N440/p-M复合材料中的莫来石陶瓷粉沿浸渍方向呈梯度分布;相比于致密基体复合材料而言,N440/p-M多孔基体复合材料表现出典型的韧性断裂行为,且力学性能较优;大量的基体附着在N440/p-M复合材料断口拔出纤维的表面,表明基体裂纹能够有效地在基体中的微孔中传递,并在纤维/基体界面发生偏转。     

Zr掺杂对反铁电陶瓷[(Bi_(1/2)Na_(1/2))_(0.94)Ba_(0.06)]_(1-x)Zr_xTiO_3介电及储能性能的影响

采用传统固相反应制备无铅反铁电陶瓷材料[(Bi1/2Na1/2)0.94Ba0.06](1-x)ZrxTiO3(x=0,0.03,0.06,0.09),研究材料的相结构、介电特性及储能性能。结果表明:此陶瓷的极化强度Ps、介电常数εr,随着Zr含量的增加而减小,能量储存性能也随之改变。P-E电滞回线显示,当x=0.03时,此材料的储能性能最好。     

凝胶辅助发泡法制备三维互联多孔SiC陶瓷

通过机械搅拌发泡结合冷冻-凝胶法制备了三维互联多孔SiC陶瓷材料,所获得的多孔陶瓷材料孔径分布均匀、孔结构可调并具有双级孔结构。研究了PVA含量与搅拌速度对多孔陶瓷孔结构及性能的影响。结果表明,随着PVA含量的增加,孔结构均匀程度和联通性提高、一级孔孔径尺寸逐渐减小且孔壁变薄。当ω(PVA)/ω(SiC)质量比为1.5时,样品孔径分布最均匀;并且随着搅拌速度的增大,孔隙率增加、联通性增强、一级孔孔径尺寸减小。当转速为1600 r/min时,SiC多孔陶瓷的孔隙率和抗压强度分别为88.42%和4.36 MPa。