Al_2O_3-ZrO_2-SiCw陶瓷复合材料的断裂特点和韧化机理

本文通过 XRD,SEM,TEM 以及三点弯曲试验技术研究了 Al_2O_3-25 v.-%ZrO_2(2mol%Y_2O_3)-25v.-% SiCw(AZS)三元陶瓷复合材料的断裂特点和韧化机理。结果表明,该材料的载荷-位移曲线因晶须的反复阻止作用呈锯齿状,ZrO_2与 SiC 晶须同时起增韧作用,材料的良好韧性是 ZrO_2的相变增韧、微裂纹增韧和裂纹偏转与分枝增韧以及 SiC 晶须的裂纹桥接与拔出效应共同作用的结果,但其综合效果不是简单叠加。本文还建立了 ZrO_2-SiC_W 的复合韧化模型,并进行了讨论。     

激光熔覆制备含SiC纳米晶须结构涂层的研究

SiC陶瓷材料有着优良的物理力学性能,因而对该材料的研究一直受到人们的关注.分别对SiC纳米颗粒、SiC纳米晶须、SiC纳米涂层的研究现状进行了介绍;对激光熔覆制备含SiC纳米晶须的结构涂层进行了研究,制备出了具有内部富含网状SiC纳米晶须而表面高度致密的SiC纳米结构涂层;从激光与材料相互作用的角度对该涂层组织形貌形成机制进行了分析.     

Y_2Si_2O_7晶须增强MoSi_2复合涂层的制备及性能

采用水热电泳沉积法在C/C-SiC复合材料表面制备了Y2Si2O7晶须增强MoSi2复合抗氧化外涂层。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对涂层的相组成和显微结构进行了表征。研究了Y2Si2O7晶须对复合涂层显微结构和抗氧化性能的影响。结果表明:Y2Si2O7晶须对复合涂层的显微结构和抗氧化性能有较大的影响。与MoSi2/SiC涂层相比,Y2Si2O7-MoSi2/SiC复合涂层均匀、致密,无显微裂纹。在静态空气氧化过程中,Y2Si2O7晶须有效阻止了外涂层的开裂,提高了涂层的抗氧化性能。该复合涂层试样在1773 K下氧化100 h,失重仅为0.73%,相应的失重速率仅为1.48×10-5g.cm-2.h-1。     

Al2O3/TiB2/SiCw三元复合材料的力学性能及显微结构

以Al₂O₃为基体,SiC晶须和TiB₂颗粒两种增韧剂,采用热压烧结工艺制备了Al₂O₃/TiB₂/SiC_w三元复合陶瓷材料。研究了热压工艺参数对材料致密度的影响和晶须含量对该复合材料的力学性能和显微结构的影响。结果表明;随晶须含量的增加,该复合材料的热压温度和保温时间需要相应的增加;晶须拔出、裂纹偏转和晶须的桥接为该复合材料的主要增韧机理;随晶须含量的增加,该材料的室温断裂韧性增加;该材料的断裂韧性随温度的升高而呈增大趋势,并且晶须含量越高,材料的高温断裂韧性增幅越大。     

SiC对反应烧结多孔Al2TiO5的物相及组织性能影响

本研究以γ-AlOOH、TiO₂和SiC为原料, 通过无压反应烧结制备了Al₂TiO₅多孔材料, 分析比较了SiC粒度和含量对合成产物的物相组成、显微组织、抗压强度、孔隙率和孔径分布的影响。结果表明: 反应产物的物相组成为Al₂TiO₅、Al₆Si2O₁₃、TiC、SiO₂和Al₂O₃, 还有少量未反应的TiO₂。SiC与TiO₂反应生成TiC和SiO₂, TiC颗粒弥散分布于多孔材料壁面或者骨架中, 而SiO₂进一步与γ-AlOOH分解出的Al2O3反应生成Al₆Si₂O₁₃晶须, 晶须交错分布于Al₂TiO₅颗粒之间或者孔洞中, 与TiC颗粒一起提高复合材料的抗压强度, 特别是采用小粒径SiC时, 对抗压强度的改善效果更加显著; 添加大粒径SiC后, 改变原有颗粒堆积状态, 可提高复合材料的孔隙率。但当SiC含量超过5wt%时, 因为生成较多低熔点的SiO₂, 部分填充于多孔材料的孔隙中, 部分则分布于Al₂TiO₅晶粒之间, 既减小孔隙率, 又降低晶粒间结合强度和试样的抗压强度。     

Fe2O3对原位制备SiCw/SiC太阳能储热陶瓷的结构与性能的影响

为调控SiC_w/SiC复相陶瓷中原位生长SiC晶须的生长发育和形貌, 以提高SiC复相储热陶瓷的性能, 在CF0配方(SiC 69.31wt%, AlN 20.30wt%, Si 10.39wt%)的基础上添加0.5wt%~2.0wt% Fe₂O₃作为催化剂。研究了Fe₂O₃对晶须形貌、生长机制及SiC复相陶瓷结构与性能的影响。研究结果表明, 引入Fe₂O₃后晶须生长机制由气-固机理转变为气-液-固机理。Fe₂O₃添加量通过调节C元素在Fe-Si熔球中的溶解度, 与烧成温度共同调控晶须形貌。经1500 ℃烧成的CF4(2.0wt% Fe₂O₃)样品性能最佳, 晶须直径50~100 nm, 长度1~6 μm, 其体积密度、抗折强度、比热容分别为2.19 g/cm ³、45.08 MPa、0.95 J/(g·K) (25 ℃), 热导率达18.15 W/(m·K) (25 ℃), 相比于未添加Fe₂O₃的样品增加了169%。气-液-固机理生长的SiC晶须缺陷少、直径大, 可有效降低晶须-基体传输势垒, 具有更好的热学性能。     

天然高岭土原位还原制备SiCw/Al2O3复相陶瓷粉末

采用天然高岭土为主要原料,以碳黑作为碳源,原位还原制备SiCw/Al2O3复相陶瓷粉末.研究原位还原合成的热力学过程,并对SiC晶须形成机理进行探讨.结果表明:保护气氛下通过原位碳化,在1550℃下保温1.5h合成出SiCw/Al2O3复相陶瓷粉末.产物中SiC呈晶须状,其直径≤200nm,长度≥5μm.反应机理:高岭土中的SiO2与碳黑反应先形成SiO气相,SiO与碳黑通过气固反应形成SiC微晶颗粒;由SiO与CO气相反应沉积到前述SiC微晶颗粒上,沿(111)晶面择优生长逐渐形成晶须状产物;莫莱石还原反应同时进行;最后形成以SiCw包覆Al2O3的结构并均匀分布.     

定向SiC晶须增韧Si3N4陶瓷的制备及热震性能研究

通过SiC晶须在载体纤维中定向挤出和热压烧结工艺制备了高度定向SiC晶须增韧Si3N4复合材料,利用SEM观察了晶须的定向方向和复合材料的断口形貌.实验结果表明,70%以上SiC晶须的定向角在0～10°之间,具有较好的方向性.过高的烧结温度和晶须含量使材料抗弯强度降低.晶须定向方向的断裂韧性(单边切口垂直于定向晶须)比横向方向高出20%.1000和500°C温差的热震实验表明,定向SiC晶须复合材料比随机SiC晶须复合材料的抗热震性能高得多.     

SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展

介绍了SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的烧结合成方法,将各动力学因素(晶须含量、混合工艺和烧结温度)对热压烧结法制备SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的影响进行了详细阐述,叙述并讨论了SiC晶须增韧的不同机理,并展望了该领域的研究方向.     

SiC2(W)增强 Al 合金疲劳失效的特征

用扫描电镜观察了 SiC 晶须增强 Al 基复合材料疲劳裂纹的形成扩展特征,研究了 SiC 晶须分布、晶须与基体界面及基体中的缺陷对疲劳裂纹形成的影响。     

溶胶—凝胶法制备TiO2—SiO2复合薄膜的研究

采用溶胶－凝胶方法在单晶Ｓｉ基片上制备了ＴｉＯ２－ＳｉＯ２复合薄膜，研究了溶剂、ｐＨ值对先体溶液成胶时间的作用，溶液的浓度、甩胶时的旋转速度、涂覆层数以及热处理温度对薄膜厚度、光学性能的影响。薄膜的折射率随温度增大，其主要贡献来自于薄膜中结构的变化。并测量了薄膜的Ｉ－Ｖ、Ｃ－ｆ特性，由于薄膜中的热击穿效应而使得ＴｉＯ２含量较高的薄膜２的Ｉ－Ｖ呈非线性变化。     

离子束增强沉积制备TiB_2薄膜及其性能研究

用离子束增强沉积法（IBED）在硅及铜基体上沉积了TiB2薄膜，研究了轰击离子束能量和束流对薄膜的微结构及力学性能的影响。用俄歇电子谱（AES）分析了膜的成分及其界面状况，用X射线衍射（XRD）研究了膜的微结构，并测定了膜的硬度及进行了膜的高温氧化试验。结果指出：（1）离子束轰击使薄膜晶化，从而影响到膜的硬度及抗高温氧化性能；（2）离子束增强沉积的二硼化钛薄膜是一种耐高温氧化的高硬膜。     

Yb:CaF2 grown by liquid phase epitaxy

Ytterbium doped CaF₂ crystalline layers have been grown for the first time from high temperature solutions at controlled atmosphere by using the liquid phase epitaxy technique. Doped layers having thicknesses between a few microns to a hundred of microns have been grown onto non-oriented and (1 1 1) oriented CaF₂ substrates. The Yb³⁺:CaF₂ layers show structural properties very close to the undoped substrate without any further thermal treatment. Registration of room temperature emission spectra and fluorescence lifetime measurements performed with epitaxial layers corresponding to different ytterbium concentrations show similar spectroscopic properties as in the bulk crystals.     

SnO_2基陶瓷的制备及其性能研究

以纳米SnO2粉末为原料制备导电陶瓷,研究了所制备的SnO2-Sb2O3-CuO三元系SnO2基陶瓷的烧结性能和导电性能。用光学显微镜、扫描电镜和X射线能谱仪等对陶瓷基体的相组成和微观组织进行了分析。结果表明,纳米SnO2粉末在加入一定量的Sb2O3和CuO添加剂后,烧结活性有所提高;加入烧结助剂CuO可明显促进SnO2的烧结;在最佳CuO-Sb2O3配比下,制备的SnO2基陶瓷的综合性能良好。     

MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃的制备及性能研究

采用高温熔融法制备了MgO-Al2O3-SiO2系堇青石微晶玻璃,采用DTA、XRD等对试样的热处理工艺和力学性能进行了分析,详细讨论了晶化温度、晶化时间、核化温度及核化时间对该系微晶玻璃力学性能及显微结构的影响。结果表明,对于实验研究的MgO-Al2O3-SiO2系玻璃,于600℃核化处理4h,于1100℃晶化处理2h,可以得到具有较好性能的堇青石基微晶玻璃,其抗弯强度可达182MPa。     

等离子沉积氧化锆涂层显微组织及性能研究

目的以氧化锆粉末作为喷涂材料,使用等离子喷涂的方式制备出性能优异的氧化锆涂层。方法通过不同的工艺参数来对涂层的显微组织及性能进行优化,分别利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)等方法,研究了工艺参数对涂层显微组织影响,并通过高温氧化测试来研究涂层的抗高温性能。结果在其他喷涂条件固定的情况下,涂层的厚度与喷涂时送粉量有关,送粉量越高则涂层厚度越大;当改变喷涂距离时,涂层的致密度则随着喷涂距离的增加而降低;在高温氧化40h后,涂层表面没有发生明显变化。结论通过等离子喷涂制备的氧化锆涂层具有较好的致密度,孔隙率最低仅为3.24%;涂层具有良好的热稳定性,能够长时间在高温下稳定使用。     

三源真空共蒸发沉积 CuInSe_2薄膜

用三源真空共蒸发沉积 CuInSe_2。调节三源的配方及蒸发速率,控制薄膜的组分,获得了具有单相黄铜矿结构的多晶 CuInSe_2薄膜。发现适当的热处理对薄膜的成相是必需的。研究了薄膜组分、结构、光学和电学性质与工艺条件的关系。     

新型超导体MgB2及其掺杂研究

MgB2是在2001年新发现的超导材料.它作为一种新型超导体材料备受关注且发展迅速,但其较低的不可逆场和较小的高磁场临界电流密度已成为阻碍其发展的关键.化学掺杂由于具有方便快速、能均匀改性等优点而成为当前提高MgB2超导性能的研究热点.重点评述了有关MgB2的元素或化合物掺杂研究的国内外最新进展,并从基础和应用的角度提出了MgB2超导材料需要深入研究的问题.     

纳米SiO2改性聚酰亚胺的研究进展

聚酰亚胺(PI)作为一种功能材料,具有良好的介电性、优良力学性能,已被广泛应用于航空航天及微电子领域,但其明显的吸水性和热膨胀性限制了其在高温和精密状态下的应用。纳米SiO2具有很低的热膨胀系数和较低的吸水性,非常适合于对PI的改性。介绍了纳米SiO2的生产原理、纳米SiO2／PI复合材料的制备方法、性能及其在气体分离膜、光电材料、摩擦材料及包装材料方面的应用,并对这类材料的研究方向提出了自己的建议。     

P型透明导电SrCu2O2薄膜电学性能的研究进展

SrCu2O2是一种新型可掺杂为P型导电的直接带隙透明氧化物半导体，其沉积温度低，基于p-SrCu2O2和n-ZnO薄膜已经成功制备出异质结透明近紫外发光二极管，预示着其广阔的应用前景。对SrCu2O2的能带结构进行了详细说明，分析了P型TCO的导电机理，并对影响SrCu2O2电学性能的因素及如何提高其导电性能进行了讨论。