金属颗粒增韧氧化铝陶瓷研究现状

概述了金属颗粒增韧氧化铝陶瓷的研究进展,对氧化铝/金属复合材料的研究现状、增韧机理及制备方法进行了介绍,并对氧化铝/金属复合材料的主要发展方向进行了分析预测。     

注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷

以氧化铝粉末为原料,采用注浆成型工艺制备高耐磨氧化铝陶瓷.采用正交设计的方法来优化胶态成型工艺参数,聚丙烯酸的加入量(质量分数)为1.0%,球磨时间为10h,pH值为11时浆料可达到最大的沉降高度.利用最佳注浆成型工艺,1 200℃烧结1 h和1 540℃烧结2h制备的氧化铝陶瓷结构致密,晶粒大小均匀,微孔较小,体积密度为3.86 g/cm3,硬度为11.02GPa,断裂韧性为3.31 MPa·m1/2.氧化铝陶瓷烧结体的摩擦实验结果表明:在水润滑条件下的摩擦系数比在干摩擦时小得多,磨损量则较大.利用扫描电镜对于摩擦和水润滑条件下磨损实验后的氧化铝陶瓷的微观形貌进行了分析,发现在干摩擦条件下,主要是黏着脆性磨损;在水润滑条件下,主要是化学腐蚀磨损.     

凝胶注模成型碳化硅陶瓷的烧结和性能

研究了用La2O3:Y2O3=4:1作SiC陶瓷的烧结助剂，同时添加Al2O3改变液相的性质，研究发现；该添加剂系统能有效地降低碳化硅陶瓷的烧结温度，Al2O3的引入提高了液相与碳化硅颗粒的反应性，增加了液相对碳化硅颗粒的润湿性，从而对促进碳化硅的烧结十分有利，烧结温度为1850℃，Al2O3:La2O3:Y2O3=4:4.8:1.2(摩尔）时烧结的碳化硅陶瓷具有最佳性能。     

叔丁醇基凝胶注模成型制备氧化铝多孔陶瓷

以微米级Al2O3粉料为原料,叔丁醇为溶剂,采用凝胶注模成型工艺制备了氧化铝多孔陶瓷,并研究了Al2O3浆料的固相体积分数(分别为8%、10%、13%和15%)对1 500℃保温2 h烧后氧化铝多孔陶瓷的气孔率、气孔孔径分布、耐压强度、热导率和显微结构的影响.结果表明:当Al2O3浆料的固相体积分数从8%增加到15%时,氧化铝多孔陶瓷烧结体的总气孔率从71.2%逐渐降低至61.2%,气孔平均孔径从1.0 μm逐渐减小至0.78 μm,耐压强度从16.0 MPa逐渐增大至45.6 MPa,而热导率从1.03 W·(m·K)-1逐渐增大至1.83W·(m·K)-1.     

用Al2O3颗粒改性尼龙6的研究

研究了Al2O3颗粒含量对尼龙6(PA6)各项性能的影响,适当的添加Al2O3颗粒可以明显提高PA6的硬度和耐磨性.     

Al2O3陶瓷成型工艺方法的研究

成型工艺方法对陶瓷材料的致密度、强度有很大的影响，本文通过对不同的成型方法制得的陶瓷制品性能的研究，分析了成型工艺、烧结温度和烧结制度对A12O3陶瓷性能的影响。     

纳米氧化铝浆料制备及在水性木器漆中的应用

以钛酸酯为表面改性剂,聚羧酸钠盐为分散剂,采用超声分散法制备了一种平均粒径84 nm、贮存稳定性达60天以上的纳米氧化铝浆料.通过对悬浮体系Zata电位和吸光度的测定,讨论了不同pH值、分散剂、偶联剂及用量对悬浮液稳定性的影响.激光散射粒度分析仪测试及透射电镜(TEM)观察都表明:纳米氧化铝在体系中分散效果良好.将制备的浆料加入水性木器漆中,可以明显提高漆膜的硬度.     

高强度中铝耐酸陶瓷的微观结构和性能研究

以工业氧化铝为主要原料,系统研究了原料配方组成、烧结温度、保温时间、毒重石添加等对耐酸用中铝陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:A和C配方在烧结温度为1360℃时,其弯曲强度即高于230MPa,可以满足使用要求;随烧结温度的升高,A组分的力学性能先增加后降低,这主要是由于材料中刚玉相的含量先增加后减小,而钙长石和玻璃相含量增加所致;在1380℃时,延长保温时间可促进晶体发育,有利于形成致密的网络结构;添加毒重石不仅有利于烧结,而且能够形成立体网络结构,从而提高陶瓷的机械性能.     

注凝成型制备硼化锆-氧化铝复合材料

采用注凝成型技术、X-射线衍射仪、扫描电镜、能谱等手段,对ZrB2-Al2O3复合材料制备、烧结体的显微结构进行了分析研究.结果表明,在ZrB2和Al2O3含量比为1∶3,pH为8,分散剂质量含量为10%的条件下,ZrB2-Al2O3复合粉体浆料的固体体积含量为47%,粘度为650mPa·s;在烧结体中ZrB2和Al2O3以主晶相的形式存在于复合材料中,二者存在良好的界面结合,显微结构致密.     

氧化铝凝胶注模成型的工艺研究

以α-Al2O3为主要原料,外加单体丙烯酰胺,水溶性高分子聚乙烯醇.引发剂过硫酸铵.催化剂四甲基乙二胺,分散剂羧甲基纤维素,助烧剂氧化镁、二氧化钛、长石粉,消泡剂无水乙醇等,采用凝胶注模成型工艺,制备出了抗折强度为2.202MPa,体积密度为1.764g/cm3且均匀性好的陶瓷坯体.通过对凝胶注模成型后坯体的体积密度和抗折强度的测定,探讨了工艺参数对坯体成型的影响规律.     

含有纳米氧化铝颗粒的铝尖晶石自流耐火浇注料的显微结构及物相演化

通过观察加入了纳米氧化铝颗粒的氧化铝尖晶石自流耐火浇注料在不同温度下的显微结构和物相组成,研究其物理和机械性能。结果表明,纳米氧化铝材料的加入对自流耐火浇注料的物理和机械性能有显著影响。随着浇注料中纳米氧化铝颗粒成分的增加,其在不同温度下的机械强度得到了极大地提高。这表明纳米氧化铝颗粒能影响烧制后的物相形成。在1 500℃下烧制普通样品时,发现板状氧化铝和尖晶石颗粒边界上形成了片状CA6晶体。而加入纳米氧化铝颗粒的样品,可在较低的温度(1 300℃)下形成CA6物相。     

Er2O3掺入对氧化铝复合陶瓷的耐磨性和微观结构影响

以工业Al2 O3为主要原料,CaO-MgO-SiO2作为烧结助剂的体系中,研究了Er2 O3的添加对高铝瓷的耐磨性的影响.结果表明:过量添加Er2 O3明显提高了陶瓷样品的烧结温度,陶瓷的耐磨性能也被恶化.而微量添加Er2O3对陶瓷的烧结温度影响不大,且耐磨性能提高了约22％.     

纳米Al2O3协同水性环氧树脂对水泥基锚固注浆材料改性研究

锚固注浆材料性能良好,可有效提高锚固结构的服役寿命。为解决传统水泥基锚固注浆材料在边坡工程中稳定性和力学性能不足的问题,采用纳米Al₂O₃、水性环氧树脂对水泥基锚固注浆材料进行改性获得复合改性水泥浆材。通过正交试验、扫描电镜和X射线衍射测试,研究不同水灰比及配合比下复合改性水泥浆材的基本性能和改性机制。结果表明,复合改性水泥浆材的流动度、凝结时间、抗压强度受水性环氧树脂掺量的影响均大于纳米Al₂O₃掺量,而漏斗黏度、析水率受纳米Al₂O₃掺量的影响大于水性环氧树脂掺量。复合改性水泥浆材具有稳定性高、析水率低、抗压强度高等特点,有效解决了传统水泥基锚固注浆材料存在的稳定性和力学性能不足的问题,且其最佳性能配合比为水灰比0.5、纳米Al₂O₃掺量5%(质量分数,下同)、水性环氧树脂20%、固化剂掺量2.0%。     

纳米ZrO_2－Al_2O_3复合粉末注浆成型与烧结行为研究

平均粒径为２０ｎｍ的ＺｒＯ_２添加５～１５ｖｏｌ％的粒径为２００ｎｍ的Ａｌ_２Ｏ_３粉末注浆成型与烧结特性表现出与普通微米及亚微米级粉末不同的特性：浆料具有较低的含固量，粘度为５厘泊时为５５ｗｔ％；浆料呈微弱触变性：生坯具有较低相对密度，仅为理论值的３５．５％；少量Ａｌ_２Ｏ_３（５～１０ｖｏｌ％）促进复合材料的烧结，但也伴随着Ａｌ_２Ｏ_３晶粒异常长大。上述现象归因于纳米粉末具有非常高的比表面，粉末表面吸附大量紧吸附水不能被石膏模所排除，而粉末巨大的表面能促进了烧结过程中的质点扩散。     

金属铜颗粒对氧化铝陶瓷抗热震行为的影响

在陶瓷基体中加入一定量的金属颗粒可以改善陶瓷的力学性能,这已经成为陶瓷界的共识。本以单相氧化铝陶瓷为基准物,考察5％（体积比）金属铜颗粒的引入对氧化铝基陶瓷抗热震性能的影响。在1550℃时热压烧结的Al2O3-Cu复相陶瓷,同热压烧结的单相Al2O3陶瓷相比,前具有较大的抗弯强度、较高的断裂韧性和较好的抗热震性能。作对与抗热震性能有关的力及热学性能参数,如σr,E,KIC,λ等进行了讨论,并从显微结构上对上述现象作出了解释。     

氧化镁对氧化铝烧结应力的影响

采用自动载荷测量装置和热机械分析仪,分别对加氧化镁的氧化铝烧结应力和致密化程度进行测量。结果表明氧化铝的致密化从950℃开始到1450％结束。表面张力的测量结果则显示,烧结中期阶段表面张力为0．7～0．8N·m^-1,烧结后期阶段表面张力则迅速减少到0．2N·m^-1。     

高纯超薄氧化铝制备

随着科学技术的迅猛发展以及各行业要求的不断提升,薄膜类Al2O3开始受到瞩目,其需求不断增长。选择价廉易得的无机盐AlCl3为铝前驱体,利用其与水共同作用通过ALD技术沉积制备得到的Al2O3薄膜。该方法沉积温度范围广,在50~400 ℃均能得到致密均一的薄膜（通过SEM表征）,相应的沉积速率为0.03~ 0.11 nm/次,能够满足各种不同工艺需求。通过XPS对薄膜成分进行分析,经过刻蚀之后,各沉积温度下Al与O的原子百分数之比为2∶（2.89~3.2）,与Al2O3十分吻合。所得薄膜杂质总含量小,最低可达1.3%（原子百分数）,纯度高。     

通过SiC纳米颗粒的原位合成制备氧化铝/碳化硅复合材料

通过一种包含SiC纳米微粒原位合成的新技术制备氧化铝/碳化硅复合材料。在水悬浮液中制备氧化铝粉末和碳化硅前体混合物。通过冷冻破碎和氩气中1 750℃、4h的无压烧结得到的小颗粒,通过冷等静压将其制成坯体。在烧结形成莫来石的过程中加入SiC。SiC颗粒主要存在于莫来石内部和氧化铝基质的颗粒中。     

颗粒增强ZA27室基复合材料的界面

通过对复合材料的界面研究发现，在SiCp／ZA27复合材料中SiC颗粒不能作为初生α相的形核衬底，金属化合物CuZn4依附于SiC颗粒形核、长大。而在Al2O3p／ZA27复合材料中，Al2O3颗粒和Al液有良好的浸润性,使α相优先在颗粒周围形核。SiCp／ZA27及Al2O3p／ZA27复合材料界面处无反应物或反应层，且Al2O3p／ZA27复合材料的界面结合强度优于SiCp／ZA27复合材料。     

多孔阳极氧化铝膜及Al2O3/TiO2纳米复合结构新工艺

研究多孔阳极氧化铝膜新工艺。通过扫描电子显微镜（SEM）、System Six X射线能谱仪（EDS）、X射线电子衍射（XRD）、精密pH计和TT-230涡流测厚仪,对其进行了表征。研究了电解液浓度,氧化温度、电压、时间和扩孔时间对膜形成的影响。确定氧化工艺,新工艺拓展氧化温度的范围（15～40°C）。制备具有高度有序的氧化铝模板和TiO2/Al2O3复合纳米结构。