Al2O3/Ni金属陶瓷力学性能和介电性能的研究

以热压烧结的方法制备了Al2O3/Ni金属陶瓷,探讨了Al2O3/Ni金属陶瓷显微结构、力学性能及微波介电性能随Ni粒子含量变化的规律.结果表明,在垂直于压力方向上,Ni粒子有明显的受压拉伸现象;当Ni粒子含量从5%(体积分数)增加至20%(体积分数)时,金属陶瓷中Ni粒子的分布由孤立向部分桥连方式转变.随Ni粒子含量的增加,金属陶瓷致密度略有下降,抗弯强度明显降低.与纯氧化铝陶瓷相比,含20%(体积分数)Ni粒子Al2O3/Ni金属陶瓷的断裂韧性提高了50%左右,达到6.4MPa·m1/2.复介电常数测试结果表明,在8.2～12.4GHz频率范围内,金属陶瓷复介电常数的实部和损耗随Ni粒子含量的增加逐渐上升.当Ni粒子含量达到20%(体积分数)时,由于Ni粒子之间的部分桥连现象而使介电常数虚部在一定频段出现负值.     

晶内/晶间复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用非均相沉淀法和热压工艺制备了Al2O3/Ni纳米金属陶瓷。在1450℃热压γ-Al2O3/Ni复合粉体得到相对密度＞985的金属陶瓷。结果表明，Ni颗粒均匀分布在基体中，其中＜100nm的Ni颗粒位于Al2O3晶内，100－300nm的分布在晶界，形成了晶内／晶界复合型纳米金属陶瓷。同单相Al2O3相比，Al2O3/Ni金属陶瓷的三点抗弯强度和断裂韧性分别增加了26％和795。分析了纳米金属陶瓷的增强增韧机制。     

Al2O3/Ni金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用包裹工艺和热压工艺制备了Al2O3/Ni金属陶瓷.在1450°C热压Ni包裹Al2O3复合粉体得到相对密度＞98%的金属陶瓷,当温度＞1400°C时,随着Ni含量的增加致密度下降.Ni颗粒位于三角晶界,随着含量的增加,断裂方式由沿晶转为穿晶断裂;在A12O3基体中引入Ni颗粒能够降低晶粒尺寸,提高强度和韧性.与单相Al2O3的力学性能相比,综合力学性能较好的NA4金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别提高了19%和35%,分析了金属陶瓷的增强增韧机制.     

晶内/晶间复合型Al2O3/Ni纳米金属陶瓷显微结构和力学性能的研究

采用非均相沉淀法和热压工艺制备了Al2O3/Ni纳米金属陶瓷.在1450℃热压γ-Al2O3/Ni复合粉体得到相对密度＞98%的金属陶瓷.结果表明,Ni颗粒均匀分布在基体中,其中＜100nm的Ni颗粒位于Al2O3晶内,100～300nm的分布在晶界,形成了晶内/晶界复合型纳米金属陶瓷.同单相Al2O3相比,Al2O3/Ni金属陶瓷的三点抗弯强度和断裂韧性分别增加了26%和79%分析了纳米金属陶瓷的增强增韧机制.     

纳米Al/Al2O3复合材料中Al2O3膜的碎化对性能的影响

观察了在不同温度下退火的Al/Al2O3复合材料的微观组织，结果表明，当退火温度达570℃时包裹着Al核的非晶Al2O3壳开始破碎。研究了非晶Al2O3膜的破碎机理并在此基础上讨论了材料微观结构与力学性能和内耗的关系，发现氧化膜的状态对材料的力学性能和内耗特征具有决定性的影响。     

Al2O3基金属陶瓷的研究现状

简要总结了Ａｌ２Ｏ３基金属陶瓷研究状况，包括制备工艺，结构与性能，增韧机制等，并对其发展趋势提出一些自己的看法。     

Al2O3含量对Al2O3/W复合材料合成的影响

以铝热法为基础制备了A12O3/W复合材料，探讨了A12O3含量对复合材料合成的影响。研究表明：主要物相为α-A12O3、金属W。刚玉含量小于0．3时，温度影响不显著，大于0．3时，温度影响显著，有大量碳化物生成，且WC/W2C相对含量随A12O3含量增加及煅烧温度的提高而增加。当刚玉含量为0．5mol时，有正交晶钨酸铝生成。随刚玉含量变化，金属钨分布从连续分布向弥散分布变化。连续分布的金属钨因被氧化铝包裹因此难以碳化，而弥散分布的金属钨则易于被碳化。     

纳米Al/Al2O3复合材料的热稳定性机理

通过对纳米Al/Al2O3复合材料微观结构的研究，揭示了这种材料热稳定性的特点，在550℃以下，完整的Al2O3的外壳限制了Al的传输，从而保持了原来的晶粒形态和尺寸。在570～650℃的温度范围内，弥散分布的Al2O3碎片通过钉扎晶界抑制了Al晶粒的长大，即使在660℃，Al晶粒熔化后，弥散的Al2O3碎片仍可在冷凝过程中有效地抑制Al晶粒的长大。     

Cr对Fe-Al/Al2O3复合材料韧性的影响

用多元机械合金化和热压烧结的方法制备添加Cr的Fe-Al/Al2o3复合材料,经力学性能测试及X射线衍射、能谱和透射电镜分析表明,含有适量Cr的Fe-Al/Al2O3复合材料断裂韧性大大提高,最高可达15.00MPa@m1/2以上.并且在复合材料中形成了棒晶和"N”型结构,进-步提高了复合材料的韧性.     

热处理对Ni/Al2O3界面电子结构的影响

在多晶Al2O3基片上用射频磁控溅射法沉积Ni薄膜,将所得的样品N2气保护下在400℃和800℃保温30分种,采用光电子能谱配合Ar3+离子原位刻蚀的方法分析不同热处理样品原子沿纵深方向的化学状态.界面区域化学状态和化学组成的研究结果表明在本文的实验条件Ni在界面与Al2O3没有明显的化学状态变化,即对界面电子结构的影响不明显,但在高温(800℃)条件下存在Ni向Al2O3基片的扩散.     

Al2O3—TiC—Co新型复合材料的力学性能及断裂行为

对于钴包覆陶瓷粉末热压烧结的Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－Ｃｏ新型复合材料力学性能和断裂行为进行了研究。结果表明，Ｃｏ在基体中以金属相存在，分布于晶界的金属钴的存在能有效地改善Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ材料的力学性能，影响其断裂行为。     

甲烷在Ni/Al2O3催化剂上积碳与失活行为研究

采用浸渍法制备Ni/Al2O3催化剂,研究反应条件对甲烷裂解生成碳产物形貌的影响和催化剂的失活机制.结果表明:在40Ni/Al2O3催化剂上碳生成物的沉积形式均呈纤维状结构,反应温度越高、空速越大,碳纤维的直径越小;碳在金属颗粒体相中的扩散是碳纳米纤维生长过程的速率控制步骤,当碳的生成速率低于碳在Ni中的体相扩散和迁移速率,生成的炭以纤维状结构生长.     

Ti/Al2O3复合材料性能研究

本文利用放电等离子烧结技术制备了致密的Ti/Al2O3复合材料.实验结果表明,60vol%Al2O3和80vol%Al2O3的Ti/Al2O3复合材料,界面处生成少量的TiAl,使得Ti与Al2O3间的界面能大于其单个晶粒的界面能,复合材料性能随Ti含量的增加而增大;40vol%Al2O3和20vol%Al2O3的Ti/Al2O3复合材料,界面处生成脆性的Ti3Al相,使得Ti与Al2O3间的界面能小于各自晶粒的界面能,材料的性能随Ti含量的增加而降低,同时断裂的模式也发生改变,由穿晶断裂为主转变为沿晶断裂,脆性的Ti3Al相是Ti/Al2O3复合材料力学性能降低的主要原因.     

Al/Al2O3多层膜的表面分析与电性能的研究

用热蒸发沉积和自然氧化及加热法制备纳米量级的Al/Al2/O3薄膜和多层膜.本文用X射线光电子能谱(XPS)和紫外光电子能谱(UPS)对样品进行价带能谱的检测与分析.获得的Al/Al2/O3多层膜价带的XPS光电子能谱谱形基本相似;通过对Al/Al2O3三层膜在不同极角的UPS谱线的检测,得到其Ei-(k∥i)关系曲线.此外,测定了低温下的I-U特性,发现纳米量级的Al/Al2O3薄膜具有负阻特性.     

等离子喷涂CNTs/Al2O3复合涂层力学性能研究

通过等离子喷涂工艺制备了不同碳纳米管含量的CNTs/Al2O3复合涂层,系统研究了碳纳米管含量对涂层孔隙率、洛氏硬度和断裂韧性的影响规律。实验结果表明:采用喷雾干燥工艺制备的CNTs/Al2O3颗粒为球形,CNTs均匀分布在团聚颗粒的表面;部分CNTs经等离子喷涂后保留在沉积涂层内部并且与Al2O3基体形成冶金结合,起到一定桥接作用。涂层孔隙率和洛氏硬度值均随CNTs含量的增加呈现降低的趋势。随CNTs含量从6%(质量分数)增加到12%(质量分数),CNTs增韧效果的增强和涂层孔隙率的降低导致涂层断裂韧性值从48MPa增加到90MPa。     

轴向送粉等离子喷涂Ni/Al2O3涂层的力学及微波介电性能

以轴向送粉等离子喷涂法制备了Ni/Al2O3陶瓷涂层,分析了Ni含量变化对涂层材料的显微结构、力学性能及微波介电性能的影响.结果表明,随着Ni含量增加,涂层中Ni粒子的分布逐渐由孤立向部分桥连方式转变;陶瓷涂层的相对密度、抗弯强度呈下降趋势,这主要是由于在陶瓷涂层中Ni与Al2O3不润湿,Ni与Al2O3热膨胀系数不匹配从而形成空隙引起的.涂层断裂韧性随Ni含量的增加而升高,则是由于材料中Ni粒子发生了延展变形和引起裂纹转向.复介电常数性能测试结果表明,在8.2～12.4GHz微波频率范围内,陶瓷涂层复介电常数的实部值随Ni粒子含量的增加先逐渐上升后逐渐下降,复介电常数的虚部上升.这与Ni粒子形成的桥连结构有关.     

火焰喷涂Al2O3/TiO2-NiCrBSi阶梯热障涂层的热冲击失效分析

研究了氧乙炔火焰喷涂制备的Ａl2O3/TiO2-NiCrBSi阶梯热障涂层在水淬热冲击条件下的失效行为,结果表明,涂层的抗热层冲击能力随梯度成分间隔的减小而增强,其失效是由于涂层层间裂纹和层内裂纹和层内裂纹共同作用的结果,对于成分梯度化较好的涂层,层内裂纹扩展导致网状裂纹是失效的主要原因,层间成分间隔大,失效则是以层间裂 的快速扩展而导致涂层整体剥落的主要原因,当成分间隔介于以下二者时,层内裂纹和层间裂纹共同作用,导致涂层以局部脱或剥形式失效。