3Y-TZP陶瓷低温下相变与特殊的力学性能

研究了氧化钇稳定氧化锆(Y-TZP)陶瓷在室温至77 K间的抗弯强度与断裂韧性变化规律,发现与室温相比,强度和韧性皆有显著提高,且断裂韧性随温度下降的提高速率高于抗弯强度.通过X射线衍射定量相分析及扫描电镜观察,研究了低温下Y-TZP陶瓷断裂过程的相变规律,分析了低温增强应力诱导相变效应对低温下氧化锆陶瓷力学性能的影响,并揭示了一般陶瓷材料低温下可能发生的力学性能变化的规律.     

低温时效对两种牙科氧化锆陶瓷力学性能的影响

将牙科KAVO、TZ-3YS两种氧化锆在134 ℃, 0.2 MPa压力下进行时效处理,研究时效对材料的相结构、弯曲强度和断裂韧性的影响.结果表明,KAVO和TZ-3YS氧化锆的m相含量随时效时间的延长而增加.时效前后KAVO氧化锆的抗弯曲强度和断裂韧性没有明显变化,而TZ-3YS氧化锆的抗弯曲强度略有下降,断裂韧性略有增大.与TZ-3YS氧化锆相比,KAVO氧化锆抗弯曲强度较高,断裂韧性较低,抗时效能力强.临床应用宜采用抗时效、力学性能稳定的氧化锆陶瓷.     

相含量的变化对氧化锆陶瓷性能的影响

研究了氧化钇含量对氧化锆陶瓷相含量和性能的影响 ,分析了性能变化的原因和传统抗热震理论的不足 ,同时简化了急热急冷条件下抗热震系数的计算。结果显示 :氧化钇含量为 2 5mol,%时 ,15 80℃× 1h常压烧结的氧化钇稳定氧化锆陶瓷的抗热震性最佳 ;氧化钇含量为 3 0mol,%时 ,材料的综合力学性能最佳 ;氧化钇含量为 3 5mol,%时 ,材料的线膨胀系数最大 ;在急热急冷条件下 ,对于相组成不同的同种材料而言 ,材料的抗热震性可简单表述为抗弯强度和线膨胀系数的函数     

Y2O3含量对大气等离子喷涂Al2O3-Y2O3复合涂层微观结构和力学性能的影响

目的 探究掺杂不同质量分数Y₂O₃对Al₂O₃-Y₂O₃复合涂层微观结构及其力学性能的影响。方法 采用大气等离子喷涂制备Al₂O₃涂层,以及Y₂O₃质量分数分别为10%、20%、30%、40%的Al₂O₃-Y₂O₃复合涂层。利用SEM、EDS对粉末以及不同涂层的形貌、组织结构、元素分布进行分析。使用XRD表征粉末和涂层的物相。使用显微硬度仪、纳米压痕测试仪和电子万能试验机对涂层的显微硬度、弹性模量以及断裂韧性等力学性能进行测试分析。结果 Al₂O₃喷涂粉末的物相由α-Al₂O₃组成,而喷涂得到的Al₂O₃涂层则由α-Al₂O     

Al2O3陶瓷表面化学镀铜工艺及其低温连接

进行了Al2O3陶瓷表面的化学镀铜处理,制定了前处理流程.研究了硫酸铜浓度、甲醛浓度、施镀温度、施镀时间等对镀层沉积速率的影响,对镀层进行了金相分析,在此基础上得到化学镀铜的优化工艺.进行了镀铜后Al2O3陶瓷低温钎焊工艺试验,研究了不同化学镀工艺条件对接头组织及力学的影响.结果表明,在试验条件下,随着焊接温度升高,接头致密度变差;焊接时间增加,焊缝宽度也增加;硫酸铜,甲醛浓度增加,镀层厚度增加,相对影响了钎焊焊缝宽度和质量.     

Al2O3陶瓷表面化学镀镍工艺及其低温连接

进行了Al2O3陶瓷表面的化学镀镍处理,对Al2O3陶瓷表面前处理工艺各个工序进行研究,制定了前处理流程.研究了硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、施镀温度、施镀时间等对镀层沉积速率的影响,对镀层进行了金相分析,在此基础上得到化学镀镍的优化工艺.进行了镀镍后Al2O3陶瓷低温钎焊工艺试验,研究了不同化学镀工艺条件对接头组织及力学的影响.结果表明,在试验条件下,硫酸镍、次亚磷酸钠浓度等化学镀工艺,焊接温度、焊接时间及压力等焊接工艺对接头组织及力学性能均有重要的影响.     

Y2O3对反应烧结Si3N4/SiC复相陶瓷组织和性能的影响

以低压铸造用升液管为研究目的,以Y2O3-Al2O3-Fe2O3为复合烧结助剂,磨切单晶硅废料Si粉和SiC为主料,反应烧结法制备Si3N4/SiC复相陶瓷。研究了Y2O3含量对复合材料结构和力学性能的影响,采用XRD、SEM对复合材料的相组成、微观形貌进行分析。结果表明,反应烧结后试样生成Si3N4结合SiC晶粒为主相的烧结体,并含有少量Sialon晶须及未反应的Si。Y2O3含量对复相陶瓷力学性能影响很大,在分析稀土Y2O3作用机理的基础上,得到2.5%Y2O3优化试样的力学性能优良,相对密度达到88%,维氏硬度达到1.1 GPa,常温抗弯强度50 MPa。     

La2O3与Sb2O3掺杂钛酸锶钡陶瓷的介电性能及相变（英文）

采用固相法制备La2O3与Sb2O3掺杂的钛酸锶钡陶瓷,研究其介电性能及相变特性。通过X射线衍射法分析体系微观结构并利用扫描电镜观察其表面微观形貌。(La,Sb)共掺杂的钛酸锶钡陶瓷具有典型的钙钛矿结构,且随着Sb2O3掺杂量的增多其平均粒径显著减小。La3+离子以及Sb3+离子均占据钙钛矿晶格的A位。La2O3与Sb2O3添加量的改变显著影响钛酸锶钡基陶瓷的介电常数以及介电损耗。La2O3改性的钛酸锶钡陶瓷其四方?立方相变为二级相变,且居里温度随着La2O3掺杂量的增多向低温方向移动。(La,Sb)共掺杂的钛酸锶钡陶瓷则体现为弥散相变,随着Sb2O3含量的增大而偏离居里-外斯定律越显著。由于Sb3+离子对晶格原位离子的取代使得(La,Sb)共掺杂的钛酸锶钡陶瓷的介电常数最大值下的温度亦随着Sb2O3含量的增大而降低。     

烧结助剂Y2O3和Pr6O11对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响

采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明:两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。     

着色氧化物对牙科3Y-TZP陶瓷结构及力学性能的影响

向3Y-TZP氧化锆粉体中添加Fe2O3、CeO2和Er2O3,经过冷等静压和常压烧结制备着色氧化锆陶瓷材料,测试其三点弯曲强度,并采用X射线衍射和扫描电镜分析显微结构特征。结果显示,在各种氧化物的添加范围内,着色后的3Y-TZP陶瓷相结构没有明显改变,主晶相为四方相氧化锆,有少量的单斜相氧化锆出现,没有发现其他物相的衍射峰。添加Fe2O3或CeO2的陶瓷与未着色的3Y-TZP陶瓷形貌相近,晶粒大小均匀,直径以0.5μm为主,添加Fe2O3和CeO2的陶瓷主要以穿晶断裂为主,Er2O3对3Y-TZP陶瓷显微结构的影响最大,添加Er2O3后氧化锆材料变得疏松多孔并有集聚现象。     

Y2O3对铁基金刚石工具性能的影响

采用正交试验方法研究热压压力、烧结温度和Y₂O₃含量等3个因素对铁基胎体硬度、致密度、抗弯强度和断口微观形貌等的影响,并获得较优的烧结工艺参数。在此基础上,制备含Y₂O₃的铁基金刚石工具,并对其断口形貌、耐磨性和锋利度等进行检测及分析。结果表明:含Y₂O₃的铁基结合剂胎体,其相对密度和硬度的影响因素次序为Y₂O₃含量＞烧结温度＞热压压力,抗弯强度的影响因素次序为烧结温度＞Y₂O₃含量＞热压压力;且Y₂O₃能促进铁基金刚石胎体组织的致密化,降低其烧结温度。在烧结温度为780 ℃、热压压力为51 kN的较优烧结工艺下,适量的Y₂O₃能使金刚石工具的孔隙率减小、黏结状况改善,并增强黏结剂对金刚石磨粒的把持能力。      

不同Y2O3含量的YSZ块体材料在模拟海洋环境下的腐蚀行为研究

针对钇稳定氧化锆(YSZ)材料在海洋环境中易腐蚀的问题,使用放电等离子烧结技术分别制备了5%和12%(质量分数) Y₂O₃稳定的YSZ块体材料,并对块体材料在高低温交替的水蒸气环境中进行腐蚀实验,模拟其作为热障涂层面层材料在海洋环境下使用时的腐蚀情况。分析了YSZ在低温水蒸气老化和高温烧结的交替腐蚀过程中,力学性能的变化以及裂纹的形成和扩展行为。结果表明：对于5%Y₂O₃含量的5YSZ在模拟海洋环境下抗弯强度损失严重,14 d的腐蚀实验使得抗弯强度下降了91.4%。然而对于高Y₂O₃含量的12YSZ材料,其在相同环境下腐蚀相同时间,抗弯强度未有明显变化。Y₂O₃含量高的YSZ具有更强的稳定性,更适合在海洋环境使用。     

烧结温度对Al2O3-Y-Ce-TZP陶瓷低温时效的影响

研究了Al2O3-Y-Ce-TZP陶瓷材料的烧结特性,分析了不同烧结温度对Al2O3-Y-Ce-TZP陶瓷材料的烧结特性、相结构、显微结构的影响.通过对不同温度下烧结的Al2O3-Y-Ce-TZP陶瓷材料的时效实验研究,发现在1 450℃下烧结的样品拥有较好的力学性能,并能较好的抑制时效,烧结温度过高(高于1 500℃)将导致晶粒异常长大,促使氧化锆四方相向单斜相的马氏体相变加快,从而导致材料性能降低.     

高能脉冲等离子扫描电沉积ZrO2/Y2O3陶瓷涂层

用高能脉冲等离子扫描电沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备ZrO2/Y2O3复合陶瓷涂层,以提高材料的抗高温氧化性能.陶瓷涂层的表面质量与多项工艺参数有关,通过不同工艺条件下获得的涂层性能对比分析优选出了满意的工艺参数,并分析了相应的作用机理.     

铜合金表面等离子喷涂 ZrO2-Y2O3和A12O3-TiO2涂层的抗高温氧化性能

目的对比研究ZrO2-Y2O3和A12O3-TiO2涂层的抗高温氧化性能。方法采用等离子喷涂工艺,以NiCrAl为粘接层,在铜合金基体表面分别制备ZrO2-Y2O3和A12O3-TiO2涂层,测试涂层的显微组织、元素种类及含量、显微硬度,并在相同条件下测试涂层的抗高温氧化性能。结果 ZrO2-Y2O3和A12O3-TiO2涂层都具有明显的层状结构,涂层结合紧密,内部孔洞细小,显微硬度分别为423HV和628HV。这两种涂层都具有一定的抗高温氧化性能,NiCrAl粘结层是整个涂层最薄弱的环节。结论等离子喷涂ZrO2-Y2O3涂层的抗高温氧化性能优于A12O3-TiO2涂层。     

低温烧结制备BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷及性能研究

通过控制原料配比及添加不同成分的添加剂,在较低温度下采用固相烧结法合成了BaO-Nb2O5系微波介质陶瓷。通过改变原料配比及添加B2O3、CuO等添加剂,该类陶瓷的烧结温度可降至850℃左右。改变粉料的预烧温度也使得微波介质陶瓷的最终性能有一定的改变。结果表明,BaO:Nb2O5(摩尔比)为2.42:1的粉体经过1000℃预烧后,添加一定量的添加剂可在875℃下烧成,并具有如下微波介电性能:εr为41.23,Q×f为21500GHz,τf为6.2×10-6℃-1;实验证明该类陶瓷满足低温共烧陶瓷(LTCC)的工艺要求并可以与银电极共烧。     

ZrB2增韧Al2O3陶瓷制备工艺及其对复相陶瓷力学性能影响

Al₂O₃陶瓷因具有很高的强度和耐蚀性受到广泛关注。但由于相对较差的韧性限制了其广泛应用。Al₂O₃陶瓷增韧的方式很多,本文采用微米ZrB₂来增韧氧化铝陶瓷,探讨复相陶瓷烧结工艺,并研究工艺参数对复相陶瓷力学性能及韧性的影响。结果表明：采用单因素法得到两种陶瓷最佳工艺参数分别是纯α-Al₂O₃陶瓷烧结温度为1500℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min;ZrB₂(wt,20%)+α-Al₂O₃ (wt,80%)复相陶瓷烧结温度为1450℃,成型压力为450MPa,保温时间为8h,球料比为1/2,保压时间为10min。其中成型压力、烧结温度和保温时间对复相陶瓷硬度及致密度影响最大。ZrB₂的加入,在降低陶瓷烧结温度的同时,可以将纯α-Al₂O₃陶瓷的断裂韧性由5.2±0.3MPa.m^_1/2提高到6.7±0.2MPa.m^_1/2。     

基于Bi2O3-B2O3体系的陶瓷结合剂金刚石砂轮制备及其对单晶硅的磨削性能

针对陶瓷结合剂烧结温度高的问题,提出一种基于Bi₂O₃-B₂O₃的新型低温陶瓷结合剂。分析添加纳米SiC和纳米ZrO₂对结合剂物相组成、流动性和力学性能的影响,并探索添加核桃壳粉造孔剂对金刚石砂轮微观形貌的影响;制备基于Bi₂O₃-B₂O₃体系的陶瓷结合剂金刚石杯形砂轮,测试其对单晶硅晶圆片的磨削性能。结果表明：添加纳米SiC会导致陶瓷结合剂中出现一定量的Bi单质,破坏结合剂的[BiO₄]玻璃网络;添加纳米SiC及纳米ZrO₂后,结合剂的流动性降低;随烧结温度上升,结合剂的流动性、抗弯强度和硬度有增大的趋势,在560℃烧结时结合剂的抗弯强度和硬度达到最大。随着造孔剂含量的增大,砂轮中大气孔的数量显著增多、尺寸显著增大。在砂轮线速度为12.56 m/s,工件转速为5.23 m/s,进给速度为0.1μm/s条件下,使用以M10/20金刚石(粒度号为80...     

CeO2对Al2O3基陶瓷涂层耐蚀性的影响

通过优化Al2O3基陶瓷涂层配方和工艺,并加入适量的稀土氧化物CeO2,对陶瓷涂层的界面形貌、组织结构、结合力和耐蚀性进行了研究。结果表明,添加适量的稀土氧化物CeO2,使Al2O3基陶瓷涂层致密性、结合力和耐蚀性得到提高。     

B2O3含量对SiO2–B2O3–Al2O3–Na2O系陶瓷结合剂结构与性能的影响

制备不同B₂O₃含量的SiO₂–B₂O₃–Al₂O₃–Na₂O系玻璃试样和陶瓷结合剂试样,利用电子多功能实验机、扫描电镜、显微硬度仪、平面流淌法、热膨胀系数测试仪等分别测试不同玻璃试样的密度和显微硬度,陶瓷结合剂试样的抗折强度、微观形貌和热膨胀系数等,并用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪对陶瓷结合剂的结构和成分变化进行分析。结果表明:将B₂O₃引入陶瓷结合剂中可有效降低其烧结温度,提高其热稳定性并调节其热膨胀系数等。在陶瓷结合剂中加入摩尔分数为15%的B₂O₃时,其样条抗折强度最高为78.11 MPa,密度和硬度最高分别为2.45 g/cm3和856 MPa,且该陶瓷结合剂的热膨胀系数与金刚石最匹配。X射线衍射分析结果表明陶瓷结合剂是典型的玻璃相结构,且对磨料有良好的包覆效果。