激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究

研究了WC／Co-NiCrAl等离子复合陶瓷涂层、激光重熔等离子涂层、激光渗入纳米SiC涂层的组织结构、耐磨性能。结果证明：在所定的工艺参数下，等离子喷涂层组织呈层片状，层间为机械结合界面；经激光重熔后，激光作用区涂层组织细化，孔隙率降低，耐磨性能是原等离子涂层的1．3倍；渗入纳米SiC后，组织进一步细化，孔隙率进一步降低，SiC颗粒仍处于纳米尺度，分布在粗颗粒表面及粗颗粒之间，其耐磨性能是原等离子涂层的2．6倍。     

SHS-离心复合钢管金属间化合物-陶瓷内衬的显微组织

采用 SHS-离心法制备出金属间化合物 -陶瓷内衬复合钢管。利用扫描电镜、能谱以及 X射线衍射分析方法对内衬组织结构进行了分析。实验结果表明 ,内衬由以 Fe2 Ti、Al2 O3 为主的金属间化合物 -陶瓷层和以 Al2 O3 、Fe O·Al2 O3 为主的陶瓷薄层构成 ,两层之间为冶金结合。其中 Fe2 Ti呈大小不均的颗粒状或团聚状 ,两层中的 Al2 O3 均呈规则块状 ,同时 ,内衬中含一定数量的自蔓延反应不完全产物 Ti3 O5。     

影响纳米陶瓷刀具材料力学性能的主要因素

纳米复相陶瓷材料具有较高的抗弯强度和断裂韧性，可以作为高性能的刀具材料，其增韧补强机制主要源于基体晶粒的细化及由沿晶断裂向穿晶断裂模式的转变，同时热处理对微裂纹的愈合作用也不可忽视。文中根据其强韧化机理并结合实验研究，对研制高性能纳米陶瓷刀具材料需考虑的主要因素进行了探讨。     

超声电沉积镍/纳米碳化硅复合镀层组织结构研究

采用超声电沉积方法在20钢基体上制备了镍／纳米碳化硅的复合镀层。通过扫描电镜(SEM)观察了镀层的表面形貌和显微组织，用能谱仪(EDS)对镀层中特定区域进行了显微组织成分分析，使用X射线衍射仪检测了镀层的微观结构。结果表明：通过合适的超声电沉积工艺，得到的镀层中SiC纳米粒子含量较高，且分散均匀，没有出现团聚现象；同时镀层中的镍晶粒得到了细化，取向也由择尤取向趋于随机取向。     

起始粉末粒径对纳米氮化硅陶瓷抗热震性能的影响

采用热压烧结方法制备了晶粒尺寸为100nm左右的氮化硅陶瓷材料,研究了起始粉末对纳米氮化硅陶瓷抗热震性能的影响。研究结果表明,在纳米晶粒尺寸范围内,晶粒较大的氮化硅陶瓷具有较好的抗热震性能,随起始粉末中α-Si3N4含量的增加,氮化硅陶瓷的抗热震性能得到明显提高。     

A6061-T6铝合金经超声表面纳米化后的显微组织和性能

利用超声表面纳米化技术(UNSM),采用两组静态载荷(15,30N)分别对A6061-T6铝合金表面进行处理获得强塑性变形层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了由表面到基体的组织结构变化,并通过疲劳试验研究了合金的疲劳性能的变化。结果表明:载荷较大时,合金表面强塑性变形层深度和表面硬度均较大,表面残余压应力也大;超声表面纳米化处理后,试样表面粗糙度降低,合金表面获得等轴状且取向随机分布的纳米晶组织;处理后合金的疲劳破坏为剪切裂纹萌生机制,而处理前的为近表面微空洞或微缺陷处萌生机制。     

ZrO2-Y2O3陶瓷的显微组织结构形成

本文采用TEM中电子衍射与暗场技术,XRO及EPMA等方法研究了ZrO2-2～20mol%Y2O3陶瓷在不同热处理工艺条件下的组织结构。结果表明,对Y2O3含量较低（2mol%）的试样烧结后得到晶粒细小的正方ZrO2-（TZP）组织;在从高温立方单相区快速冷却的3～7.5mol%Y2O3试样中形成反相畴界与相变孪晶组织;在c＋t双相区长时间等温退火处理的4～6mol%Y2O3试样中,在立方相基体上析出正方相粒子而得到部分稳定ZrO2（PSZ）,初期阶段形成“tweed”组织,后期阶段形成“colony”组织;在14mol%及20mol%Y2O3试样中则形成全稳定ZrO2（FSZ）。     

纳米复合陶瓷球制造方法

介绍了新型纳米复合陶瓷球的制造方法，并对不同材质球的性能进行了对比，纳米复合氮化硅陶瓷球的性能远优于钢球，这一高科技产品的开发及应用，必将有力的推动我国轴承工业的发展。     

Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合电刷镀镀层的组织与性能

利用电刷镀技术制备了Ni-P/SiC、Ni-P/WC纳米复合镀层;用扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等分析了复合刷镀层表面形貌、微观组织结构、成分分布,并进行了硬度和耐磨性试验.结果表明:与传统镍磷镀层相比较,纳米颗粒的加入使复合镀层中的组织结构更加致密,显微硬度有较大程度的提高,耐磨性增强,其中Ni-P/WC镀层的性能优于Ni-P/SiC镀层.     

复合氮化硅陶瓷刀具的应用

用陶瓷刀具对淬火模具钢、轴承钢和冷硬铸铁等难切削材料进行切削加工,许多单位都取得了满意的结果。由于切削对象都是难加工材料,所以刀具的使用寿命和断续切削时的崩刃现象,是当前应用中的主要问题。而解决这些问题的途径一个是改进刀片的材料,另一个是选择合适的刀具几何形状和切削参数。我们用陶瓷刀具成功地加工了一些工件,如冷硬铸铁轧辊的加工、     

Si3N4/(W,Ti)C复合陶瓷材料的制备及力学性能研究

采用热压烧结工艺制备了 Si3N4 /( W,Ti) C复合陶瓷材料 ,并对材料的配方及烧结工艺进行了优化。研究表明 ,材料中 ( W,Ti) C的体积分数为 35 %时 ,可以获得良好的力学性能 ,抗弯强度为 845 MPa,显微硬度达到 1 6.45 GPa,断裂韧性达到 7.0 MPa· m1/2。研究过程中采用 XRD、SEM分析了材料的微观结构及组分变化 ,研究了烧结条件对材料性能的影响机理 ,结果表明 ,材料致密度的提高和显微组织的改变是其力学性能提高的根本原因     

Nb3Si对Nb-18Si原位复合材料微观组织的影响

用真空电弧熔炼方法制备了处于共晶区的Nb 18Si复合材料,用背散射电子相(BEI)和X射线衍射(XRD)分析了铸态和1 200℃×100h退火后复合材料的微观组织形貌和相组成,并进行了断口形貌分析.结果发现退火可以促进亚稳定相Nb3Si分解成Nb5Si3+Nb.延性相Nbss粒子尺寸和体积分数的增加影响材料的断口形貌,铸态的断口完全呈解理断裂,退火以后断口中出现界面脱离.脆性相对延性相的约束程度对材料的韧性影响很大.     

TiN/C3N4复合涂层的显微结构特征及其与性能的关系

利用扫描电镜和显微硬度及划痕试验对用反应磁控溅射法制备的TiN／C3N4复合涂层进行了较系统的研究，对TiN／C3N4复合涂层的横截面断口形貌进行了观察和分析。结果发现涂层呈平滑脆性断裂，并与呈韧性断裂的高速钢基体之间结合紧密，说明涂层具有很高的硬度和结合强度，能够满足刀具的使用要求。并对涂层的显微组织特征及其形成机理进行了初步讨论。     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。     

硅/碳化硅在高温热处理过程中的组织变化

分别于真空和氮气气氛中,在1650,1750和1850℃对硅/碳化硅进行高温处理,通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了硅/碳化硅的组织变化.结果表明：氮气氛下,α子晶在界面能驱动下,通过基面以层状形式不断聚合长大,最终以完全“吞食”所包裹的β-SiC来完成相转变;在真空条件下,除了前一种方式外,还有一定的蒸发-凝聚烧结机制存在,两者同时作用使得比氮气条件下有较快的β-SiC转化速度.转化驱动力随温度的上升而提高.1 850℃氮气环境下处理的材料仍有少量β相存在,而真空1 750℃处理后就能得到单一α相的多孔材料.     

Y2O3-Al2O3对热压复合陶瓷Si3 N4/(W,Ti)C 性能及组织的影响

Y2O3-Al2O3为复合烧结助剂,以(W,Ti)C为增韧补强材料,制备了Si3N4基复合陶瓷材料.研究了Y2O3和Al2O3的配比、体积分数对Si3N4/(W,Ti)C力学性能、致密化进程和烧结性能的影响.结果表明两者配比为23、总体积分数为10%时,可以获得较高的致密度和较好的烧结性能,材料力学性能最好,抗弯强度845MPa,显微硬度16.45GPa,断裂韧度7.0MPa·m1/2.     

Si3N4／MoSi2陶瓷的制备工艺与组织研究

研究了Ｓｉ３Ｎ４／ＭｏＳｉ２复合陶瓷材料的特殊制备工艺及其显微结构的变化。用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＥＤＸＳ及气孔率测试仪,对每一制备步骤中发生的显微结构变化进行了分析。     

氮化碳基陶瓷刀具材料的制备与力学性能研究

采用热压烧结工艺,以Ti(C, N)为添加相,以Mo、Ni和Co为金属相,成功制备了氮化碳(C₃N₄)基陶瓷刀具材料,测量了其断裂韧度、抗弯强度和维氏硬度,分析了其微观组织。结果表明,在烧结温度为1600℃、保温时间为45 min和烧结压力为32 MPa的工艺条件下,Ti(C, N)质量分数为35%、Ni-Co质量分数为8%的C₃N₄基陶瓷刀具材料力学性能最优。合适的Ti(C, N)含量能细化C₃N₄晶粒、提高烧结密度、改善力学性能,合适的Ni-Co含量能使微观组织细小均匀。     

烧结技术对氮化硅基陶瓷显微结构和性能的影响

研究了烧结技术对氮化硅陶瓷显微结构和力学性能的影响。合适的工艺参数能促使β-Si3N4柱状晶生长,长径比增大,使材料的抗弯强度和断裂韧性增加。     

Si3N4/MOSi2陶瓷材料力学性能研究

对反应形成和热压烧结的两种试样进行了室温及高温力学性能测试,结果表明,复合材料的抗弯强度从室温至１２００℃随温度升高而明显增加。用ＳＥＭ对不同温度下的断裂面进行了显微结构分析。