高性能氧化物陶瓷材料的注射成型

系统研究了高纯超细3Y-ZrO2和Al2O3陶瓷粉末的注射成型技术.主要研究了高纯超细3Y-ZrO2和Al2O3粉末,与有机载体混炼后的流变性,获得适于注射成型的悬浮体;注射成型的陶瓷的素坯特性.分析测试了脱脂烧结后3Y-ZrO2和Al2O3陶瓷体的体积密度,显微结构特征,抗弯强度等性能.并采用注射成型技术成功的制备出表面光洁、尺寸精确的光纤连接器陶瓷套筒、生物陶瓷牙桩、陶瓷刀片等高性能精密陶瓷部件.     

氧化锆粉体表面改性及其注射成型水脱脂研究

采用硬脂酸表面改性以改善陶瓷颗粒表面和有机粘结剂的相容性.结果表明,硬脂酸和陶瓷颗粒表面之间发生了稳定的化学结合,提高了注射喂料的流动性和坯体的强度.坯体显微结构分析表明,表面改性促进了粉体在有机粘结剂中的稳定分散.粉体表面改性明显提高了水脱脂速率,坯体7 h脱脂率达到了88%,脱脂过程中水溶性组分在坯体中的表观扩散系数为1.14×10-7cm2/s.     

氧化铝陶瓷凝胶铸成型工艺的研究

对氧化铝陶瓷的凝胶铸成型工艺进行研究、研究低粘度、高固相体积分数悬浮体的制备及其固化过程．研究成型坯体干燥和成型剂脱除工艺．并通过凝胶铸成型工艺制备出形状复杂、致密的陶瓷部件。制成的AI2O3陶瓷部件组织结构均匀、尺寸精确,坯体体积密度不低于50vol％,坯体允许进行机械加工．干燥和脱除成型剂后坯体无变形开裂。     

Q195铸坯大型夹杂物行为分析

通过示踪等实验对北方某钢厂Q195钢的大型夹杂物含量、种类、粒径、来源以及铸坯中的氧含量等进行了研究,结果表明:铸坯中T[O]平均含量为128×10~(-4)%,含量偏高,混浇坯T[O]为204×10~(-4)%,较正常坯增加了59.4%,混浇坯中[N]为60×10~(-4)%,较正常坯增加了57.9%,换包过程存在严重的二次氧化现象;铸坯中大型夹杂物含量为32.4 mg/10 kg,头坯、尾坯大型夹杂含量分别为42.7 mg/10 kg、43.6 mg/10 kg,混浇坯为62.5 mg/10 kg;铸坯中大型夹杂物粒度80~140μm约占48.0%,140~300μm约占43.3%,>300μm约占5.4%;铸坯中大型夹杂物主要为SiO_2-Al_2O_3-CaO-MnO复合脱氧夹杂,约占大型夹杂物总量的90%,其中约55%沾附了钢包渣、中间包渣示踪剂;含C的SiO_2夹杂约占5%,分析为引流剂;钢包渣、中间包渣、结晶器保护渣及耐火材料的复合脱落物约占5%。     

选择性激光烧结碳化硅及铝合金氧化入渗

采用选择性激光烧结和金属直接氧化法相结合的技术,制备SiC-Al2O3-Al陶瓷基复合材料零件。研究选择性激光烧结成形碳化硅零件坯体的工艺和脱脂预处理工艺对坯体孔隙率的影响规律,以及氧化入渗工艺影响因素;采用扫描电镜、X射线衍射仪分别对成形好的复合材料进行微观形貌和物相分析。结果表明:用选择性激光烧结和金属直接氧化技术相结合的工艺可以直接利用三维图形,快速成形出复杂形状的SiC-Al2O3-Al复合材料零件;其陶瓷相和金属相都呈三维网络状分布,SiC、Al2O3和金属相的体积分数分别为45.1%、32.7%和18.0%,孔隙率为4.2%,抗弯强度为361.2MPa。     

连铸保护渣特性对X55SiCrA弹簧钢铸坯角部裂纹和盘条质量的影响

为了改善X55SiCrA弹簧钢铸坯角部裂纹和轧制盘条质量,对盘条以及铸坯裂纹进行分析,且对连铸保护渣的成分进行优化。结果表明,轧制盘条裂纹以及铸坯角部纵裂纹两侧发生脱碳行为,铸坯角部纵裂纹附近存在高温氧化物圆点,在铸坯角部纵裂纹内部发现了保护渣成分。当保护渣碱度从0.62增加至1.02,Na₂O质量分数从6%左右增加至约12%,F^-质量分数从3%左右增加至7%～8%时,保护渣由酸性渣转变为碱性渣,在保证保护渣润滑能力的同时,提高了保护渣的结晶性能和控制传热能力。采用优化保护渣浇铸X55SiCrA弹簧钢时,铸坯角部纵裂纹消除。使用原保护渣和优化保护渣铸坯轧制盘条质量相比发现,优化保护渣浇铸的铸坯轧制盘条判废率从40%以下降至5%以下,大幅度提高了轧制盘条的成材率和产品质量。     

凝胶注模成型工艺制备SiCw/Al2O3陶瓷复合材料的性能研究

对SiC2/Al2O3陶瓷的低粘度、高固相体积分数浓悬浮体的制备以及凝胶注模成型后坯体的性能和显微结构进行了研究,着重分析了长径比不同的2种SiC晶须及其添加量对坯体性能的影响.结果表明,坯体的相对密度、抗弯强度与SiC晶须的长径比和添加量有关,浆料的粘度随着晶须长径比和添加量的增大而增加.坯体的抗弯强度随着晶须添加量的增加呈现一种先上升后下降的趋势.凝胶注模成型后坯体结构均匀、致密,相对密度为60%,抗弯曲强度达38.5 MPa.通过显微结构观察,裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥连是晶须增强的主要机制.     

多层片式PTCR热敏陶瓷注凝成型工艺

研究了用注凝成型工艺制备片式PTCR热敏陶瓷.采用PMAA-NH4为分散剂,丙三醇为增塑剂,并加入适量的有机单体AM制备了高固相含量、低粘度的BaTiO3半导瓷浆料,研究了浆料粘度及坯体的性能与浆料固相体积分数、有机单体含量及增塑剂含量之间的关系.研究表明:浆料固相体积分数对坯体的干燥及烧结行为有较大影响,当浆料固相体积分数在45%以上时,可有效避免制品干燥和烧结过程中收缩过大而产生的变形开裂缺陷;当有机单体的质量分数为2%～4%,丙三醇的体积分数为3%～6%时,可获得有一定强度和柔韧性的生坯;研究了注凝成型PTCR陶瓷的微观结构及陶瓷元件的PTCR性能,成功地制备了层数为5、室温电阻为0.8Ω、电阻温度系数为13.40%/℃、升阻比大于105的多层片式PTCR元件.     

玻璃纤维对陶瓷浆料的流动性及铸型强度的影响

研究了在陶瓷浆料中加入玻璃纤维对浆料粘度及陶瓷坯体抗拉强度的影响。选择的陶瓷坯体以石英砂、硅溶胶为主要原料,玻璃纤维的直径为16μm,长度为1～3mm。结果表明,在陶瓷型中加入一定量的玻璃纤维后,陶瓷型的抗拉强度会升高;在焙烧温度为400℃时,在一定范围内,随着玻璃纤维增加,陶瓷型抗拉强度呈线性增加,从0.175MPa增加至0.221MPa,陶瓷浆料的粘度也会呈指数形式增大。     

Cr14Mo4V高温轴承开裂分析及热处理改良

窑车车轮装配的轴承材质为Cr14Mo4V模具钢，是一种含钼的高速钢，也是一种应用广泛的高温轴承钢，除具一般轴承的特性外，还具有较高的高温尺寸稳定性、高温硬度、高温接触疲劳性能[1]，可长期在315 °C及以下的温度使用。德化某陶瓷烧制工厂，其素烧窑炉在烧制时，传送陶瓷制品的窑车车轮上的轴承经常在工作一段时间（约半年）后，外圈发生开裂，轴承因此发生卡死现象，不利于陶瓷坯体的输送，从而延长生产周期、降低生产效率，严重时还会影响陶瓷坯体的烧制质量。本篇通过大量实验数据分析，发现轴承外圈的冶金质量并没有问题，引起开裂是由于抗热疲劳性能不足造成的。通过改进热处理工艺，提高其抗热疲劳性能，可以避免过早开裂，从而保证窑车轴承长期稳定使用。     

颗粒增强高铬铸铁基复合材料的制备、组织与性能

将粒径为1～3 mm的ZTA(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷颗粒与自制粘结剂均匀混合后填充到具有蜂窝状内腔的模具中固化后获得蜂窝状多孔陶瓷预制体,浇注高铬铸铁金属液铸渗陶瓷预制体成功制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基耐磨复合材料,并考察了复合材料的三体磨料磨损性能.结果表明:复合材料中陶瓷颗粒的体积分数为48％～58％;陶瓷颗粒与基体界面致密,无缩孔、裂纹等缺陷;经热处理后复合材料的耐三体磨料磨损性能是工程中常用的Cr20高铬铸铁的5.9倍.     

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al_2O_3/LiTaO_3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧的机制.结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO_3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al_2O_3的加入起到烧结助剂的作用;Al_2O_3第二相加入后对LiTaO_3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧.     

ZTA/高铬铸铁基复合材料的制备及磨损性能研究

将粒径为2～3 mm的ZTA(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷颗粒与自制粘结剂经混合烧结后,获得蜂巢状陶瓷预制体,浇注金属液铸渗陶瓷预制体,成功制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基耐磨复合材料,并考察了复合材料的三体磨料磨损性能.结果表明,复合材料中陶瓷颗粒的体积分数为47％～55％;陶瓷颗粒与基体界面致密,无缩孔、裂纹等缺陷;复合材料的三体磨料磨损性能是高铬铸铁基体的2.41倍.     

热挤压制备BaTiO_3/Al复合材料的阻尼性能(英文)

为了开发新型高阻尼金属基复合材料,以高温烧结后的大晶粒钛酸钡(BaTiO3)陶瓷作为增强体,通过粉末冶金和热挤压方法制备钛酸钡颗粒增强铝基复合材料,并研究其阻尼特性和力学特性。动态力学分析结果表明,大晶粒钛酸钡陶瓷本身具有很好的阻尼性能,阻尼值可达0.12。但在纯铝基体中加入质量分数为10%BaTiO3制备的BaTiO3/Al复合材料的室温阻尼性能和铝基体相比并无明显改善,而450K以上的阻尼性能由于界面附近的位错运动而大幅度提高。钛酸钡增强体的本征阻尼性能未能充分发挥的原因在于钛酸钡颗粒与铝基体之间的界面结合不良,导致钛酸钡颗粒内部的能量耗散机制无法触动。复合材料的拉伸性能比相应纯铝基体的提高了42%,这意味通过改善界面结合和加入高含量的碳酸钡阻尼增强颗粒,有望获得高强度高阻尼金属基复合材料。     

氟盐对炼镁还原渣中氧化铝浸出率的影响研究

以白云石和菱镁石为原料以铝粉为还原剂真空热还原炼镁过程中添加氟化钙可使镁还原率提高5%以上,还原温度降低50℃,还原后还原渣的主要物相为CaO.2Al2O3,加入的氟化钙在还原过程会参与反应生成氟铝酸钙。在实验室以氢氧化钠和碳酸钠的混合碱液对该含氟盐还原渣中氧化铝的浸出进行了研究,研究结果表明:经碱液浸出后还原渣中的CaO.2Al2O3全部被分解,还原渣中的氧化铝浸出率在70%以上,浸出渣的主要物相为CaCO3。含氟盐炼镁还原中氧化铝的浸出率比不含氟盐的氧化铝浸出率低10%以上,在还原过程中生成的氟铝酸钙和浸出过程中生成的水合铝酸钙是导致氧化铝损失增加的主要原因。     

放热体系对镁合金反应热喷涂陶瓷涂层耐蚀性能的影响

采用相同的陶瓷骨料和热喷涂工艺,放热体系分别为Al/CuO和Al-TiO2-B2O3,制备热喷涂陶瓷涂层,通过对涂层表面形貌观察、物相分析、孔隙率,耐酸性(5%醋酸),耐盐性(3.5%NaCl)测试比较放热体系对陶瓷涂层耐蚀性能影响。结果表明:与基体AZ31B相比,采用Al-CuO为放热体系的陶瓷涂层耐酸性提高23.37倍,耐盐性提高16.33倍,Al-TiO2-B2O3放热体系陶瓷涂层的耐酸性提高12.91倍,耐盐性提高7.46倍,Al-CuO放热体系陶瓷涂层耐蚀性优于Al-TiO2-B2O3放热体系陶瓷涂层。     

氧化铝陶瓷基复合材料的制备与微观组织

采用燃烧合成法在陶瓷和石墨铸型中成功制备了Al2O3-Cr和Al2O3-(Cr2O3)-Cr陶瓷基复合材料。通过热力学计算与分析，探讨了AlO3和Cr2O3稀释剂与反应起始温度、绝热温度的关系。加入稀释剂使反应起始温度升高，而绝热温度降低。研究了稀释剂和冷却条件对复合材料微观组织的影响。改变稀释剂配比可得到Al2O3和Al2O3-Cr2O3固溶体基复合材料，在稀释剂含量适当时，金属Cr相细小、均匀地分布于氧化铝陶瓷基体，尺寸达到亚微米级；石墨型所得试样组织的均匀性和微细度优于陶瓷铸型。     

3Y-TZP/Al2O3陶瓷拉拔模材料及应用研究

采用3Y－TZP/Al2O3陶瓷材料（添加少量的Al2O3以增加基体的硬度和烧结性能）成功地研制开发了TZP陶瓷拉拔模，并且开发出了共沉淀法制取纳米陶瓷粉末技术、成型技术及烧结技术。通过现场拉丝线材试验表明，3Y－TZP/Al2O3陶瓷拉拔模寿命为YG8硬质合金拉拔模的4倍以上。     

Properties of Fe-based Amorphous Alloy Coatings with Al2O3-13% TiO2 Deposited by Plasma Spraying

采用大气等离子喷涂技术成功在Fe普碳钢基材上制备了含有不同质量分数Al2O3-13%Ti O2颗粒的Fe基非晶复合涂层,其中Fe基非晶相成分为Fe71Cr5B4Si4Ni3Mo3W10(wt%),并对涂层的微观结构、显微硬度和耐蚀性能进行了研究。在Fe基非晶相与Al2O3-13%Ti O2陶瓷相界面观察到Fe、Ti、W、Al和O元素的互扩散现象,这种微区冶金结合减少了由于第二相的加入导致的涂层孔隙并增加了相间的结合强度。当加入的Al2O3-13%Ti O2质量分数≥16 wt%时,涂层的显微硬度升高≥20%;复合非晶涂层在10 wt%Na OH溶液中的耐腐蚀性能高于1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

钢渣矿渣水泥性能的研究

以钢渣、矿渣、水泥熟料为主要原料,并掺入少量激发剂,成功制备了高强、高钢渣掺量的钢渣水泥。探讨了激发剂、熟料掺量、钢渣掺量对钢渣水泥性能的影响。并通过SEM、XRD分析了激发剂对钢渣水泥水化产物及水泥石微观结构的影响。结果表明:激发剂显著提高了钢(矿)渣的活性,从而大幅度提高了钢渣水泥的早期性能。掺加激发剂后,钢渣水泥3d抗压强度可增加119.7%,激发剂对水泥水化产物的种类影响不大。与硅酸盐水泥相比,钢渣水泥浆体中C-S-H凝胶和AFt晶体含量明显增多,Ca(OH)2晶体含量显著降低。