国产碳化硅晶须的特性及其增韧效果

本文观察分析了两种国产ＳｉＣ晶须的表面杂质元素的形势，得知晶须Ａ表面光滑，其中少量晶须呈弯曲状，晶须Ｂ比较平直，表面粗糙。晶须Ａ中包含有许多堆垛层错，人字状花方缺陷和锯齿缺陷，而晶须Ｂ中仅观察到有堆垛层错，测试了这两晶韧的氧化铝陶瓷刀具材料的性质，并探讨了晶须增韧氧化铝陶瓷刀具材料的机理。     

新型Al2O3式陶瓷刀具材料颗粒弥散增韧与晶须增韧的协同作用

研制成功了一种新型陶瓷刀具材料－ＳｉＣ晶须增韧和ＳｉＣ颗粒弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具ＪＸ－２－Ｉ,该材料具有良好的抗弯强度和断裂韧性,同Ａ（Ａｌ２Ｏ３）,ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）和ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）等材料相比较表明,在ＪＸ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧叠加效应,详细研究了晶须增韧和颗粒弥散增韧的协同作用,建立了理论模型并进行了实验验证。     

新型 Al_2O_3 基陶瓷刀具材料颗粒弥散增韧与晶须增韧的协同作用

研制成功了一种新型陶瓷刀具材料——ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增韧和ＳｉＣ颗粒（ＳｉＣｐ）弥散增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷刀具ＪＸ－２－Ｉ,该材料具有良好的抗弯强度和断裂韧性,同Ａ（Ａｌ２Ｏ３）,ＡＰ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｐ）和ＡＷ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ）等材料相比较表明,在ＪＸ－２－Ｉ材料中具有明显的增韧叠加效应,详细研究了晶须增韧和颗粒弥散增韧的协同作用,建立了理论模型并进行了实验验证．     

SiC晶须增韧Al_2O_3陶瓷刀具材料的热胀失配分析

ＳｉＣ晶须增韧Ａｌ２Ｏ２陶瓷刀具材料由于ＳｉＣ晶须与Ａｌ２Ｏ２基体的热膨胀系数不一致，在烧结冷却后将产生一定的残余应力．本文用理论方法分析了外力作用和热胀先配所产生的应力在晶须与基体中的分布，并用有限元法分别计算了外力作用和热胀失配所产生的应力及其分布．计算结果与理论分析的结果是一致的．     

SiC晶须增韧补强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶瓷及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构．在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％．用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须．     

Al_2O_3／SiC_w陶瓷刀具材料中晶须最佳含量及其对刀具抗破损性能的影响

对Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＣ_ｗ陶瓷刀具材料中晶须配比进行了理论分析，提出了获取最佳晶须配比的原则，导出了晶须含量与界面最大剪应力和基体最大正应力的关系，分析了晶须含量对刀具抗破损特性的影响．结果表明：晶须的含量最大不能超过４３％，舍量为２０～３０％时增强补韧效果最强；随晶须含量的增加，该刀具材料的抗破损能力显著增强．     

碳化硅晶须增韧氮化硅瓷的冲蚀磨损研究

本文比较了几类先进结构陶瓷材料受ＳｉＣ和石英砂粒子在不同冲击角下的冲蚀磨损行为．结果表明，在两种情况下（一是以ＳｉＣ为冲蚀粒子，在小于２０°的低冲击角下；二是分别以石英砂和ＳｉＣ为冲蚀粒子，在恶劣冲击条件下，如冲击角为９０°），ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４即碳化硅晶须增韧氮化硅，具有最佳抗磨损性能．冲击角为９０°时，在ＳｉＣ粒子冲蚀下，ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４冲蚀磨损率比常规Ｓｉ３Ｎ４下降了５０％；在ＳｉＯ２粒子冲蚀下，冲蚀磨损率下降了近７０％．其它冲蚀角下其冲蚀磨损率也有不同程度降低．基于ＳＥＭ分析，发现ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４表面主要磨损破坏为薄片状剥落，并伴随着一定程度的晶须拔出和晶须桥联现象．而Ｓｉ３Ｎ４表面则表现为整体演裂．说明ＳｉＣｗ／Ｓｉ３Ｎ４晶须的加入使其耐冲蚀磨损性能提高的原因在于：晶须拔出和晶须桥联有效地阻止了冲蚀磨损表面裂纹的扩展和联结．硬度是陶瓷材料重要的机械性能．硬度（Ｈｒ）和断裂韧性（Ｋｌｃ）的同时改善，有助于提高陶瓷材料的抗冲蚀磨损性能．     

Al2O3／SiCw陶瓷刀具材料中晶须最佳含量及其对刀具抗破损性…

对Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｗ陶瓷刀具材料中晶须配比进行了理论分析，提出了获取最佳晶须配比的原则，导出了晶须含量与界面最大剪应力和基体最大正应力的关系，分析了晶须含量对刀具抗破损特性的影响。结果表明：晶须的含量最大不能超过４３％，含量为２０￣３０％时增强补韧效果最强；随晶须含量的增加，该刀具材料的抗破损能力显著增强。     

SiC晶须增韧初强AIN材料的研究

研究了ＡＩＮ陶恣及ＳｉＣｗ－ＡＩＮ复合材料的机械性能和显微结构，在ＡＩＮ中加入２０％ＳｉＣ晶须后，其弯曲强度增加了７７％，断裂韧性增加了６４％，用ＳＥＭ和ＴＥＭ分析材料的显微结构表明，复合材料的增韧机制是晶须拔出，裂纹偏转的综合作用，而增强的原因在于ＳｉＣｗ－ＡＩＮ界面结合适宜，使荷载有效地从基体转移到晶须。     

SiCw/Y-TZP/Al_2O_3 系复合陶瓷的显微结构及增韧机理

研究了ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制．结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室温强度和断裂韧性值分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ·ｍ１／２．晶须拔出，裂纹偏转及ＺｒＯ２的应力诱导相变是该复合材料的主要增韧机制．增韧的关键是控制ｔ－ＺｒＯ２的稳定度，使得裂纹遇到晶须时，能使晶须—基体界面剥离，同时，裂纹周围的ｔ－ＺｒＯ２又易在裂纹扩展应力的诱导下相变．     

界面性能对晶须增强树脂基复合材料力学行为的影响

用碳化硅晶须、光敏树脂合成了光固化用树脂基复合材料,并对材料进行了拉伸测试,测试结果表明复合材料的实测拉伸强度与理论值相差较大;在实验的基础上进一步建立了复合材料的界面相模型,采用有限元方法分析了界面性能对晶须增强树脂基复合材料力学行为的影响.结果表明:界面性能对晶须承受轴向应力的影响远大于对树脂基体的影响,晶须界面剪切应力与界面结合强度成正比,晶须端面应力集中系数随界面结合性能的增强而递增.     

煅烧硫酸钙晶须用于废纸浆生产文化用纸填料

针对高温煅烧硫酸钙晶须(CSW)的结构特点,对CSW-1、CSW-2、重质碳酸钙(GCC)3种填料以及与不同填料的配比在纸张中的留着及其纸页物理性质进行了比较以探究其作为造纸填料的潜力。结果表明,在相同加填量的情况下,高温煅烧硫酸钙晶须能有效改善纸页的物理性能,其手抄片的定量、纸页灰分、填料留着率、纸张挺度均高于重质碳酸钙,而抗张指数及双耐折次数略有下降。但在相同填料留着率的情况下,3种填料的纸页抗张指数及双耐折次数基本相同,而在吸油墨性及纸页松厚度方面CSW贡献更大。通过不同填料配比侧面表征其对留着的影响得知,硫酸钙晶须所占比例越大,填料留着率越高。电镜扫描图进一步表明了硫酸钙晶须在纸页中的留着方式,能够很好地穿插和搭桥,赋予纸页松散和高空隙结构。硫酸钙晶须是一种具有高留着率和高松厚度特性的优良填料。     

硼酸镁晶须的制备及其中子辐射屏蔽性能

采用高温固相法制备硼酸镁晶须的最佳工艺条件为：焙烧温度大于900℃,焙烧时间为8.0 h.制得的晶须粗细均匀,晶型完美,直径约为1.5μm,长度约35μm,长径比约为24.经XRD、SEM和FT-IR分析确定为硼酸镁晶须.以酚醛树脂为基体,添加硼酸镁晶须制备硼酸镁晶须/酚醛树脂复合材料,探讨了硼酸镁晶须添加量和材料厚度对热中子屏蔽率的影响;当硼酸镁晶须添加量为40份时,热中子屏蔽率为73.64%,继续增加添加量,热中子屏蔽率增幅不大;材料厚度为1.0 cm时,热中子屏蔽率为85.01%,继续增加厚度,热中子屏蔽率增加不明显.实验结果表明,以硼酸镁晶须制备聚合物中子屏蔽材料不仅可行,而且对热中子辐射具有较好的屏蔽性能.     

磷石膏晶须在造纸中应用的初步研究

结合磷石膏晶须的结构特点,对其在造纸中的应用进行了探讨.研究发现：无论是针叶木浆还是漂白麦草浆,抄纸时加填磷石膏晶须可有效提高纸张的抗张指数、撕裂指数、耐破指数等,尤其是磷石膏晶须添加量为30%时,纸张的物理强度性能和填料留着率最高.白度高、成本低的磷石膏晶须作为填料应用于造纸,将具有很大的市场潜力.     

以TiB2作为硼源制备硼酸铝晶须的合成机理

以TiB2作为硼源制备了硼酸铝晶须，对反应过程中的相转变以及晶须的生长机理进行了分析。结果表明，（NH4）2SO4分解释放活性[O]使TiB2氧化生成B2O3，为硼酸铝晶须的生长提供硼源。砧／B的配比对晶须的形态影响较大。在晶须的生长过程中，过量的液态B2O3作为一个载体可以把Al2O3输运到晶核的附近促进晶须的生长。     

氧化锌晶须的制备及其光催化性能

采用锌粉高温氧化法制备氧化锌晶须,研究氧化锌晶须在紫外光照射下光降解甲基橙的能力,用紫外可见光光谱对降解情况进行分析.结果表明:四脚氧化锌晶须的光催化效果要比一维氧化锌晶须好,四脚氧化锌晶须的尺寸越小光催化性能越高.     

利用工业轻烧粉合成碱式氯化镁晶须的方法

采用盐酸和轻烧粉为原料合成碱式氯化镁晶须(MHCH).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(IR)等手段对碱式氯化镁晶须进行表征.结果表明:所制备的碱式氯化镁的分子式为Mg2(OH)3Cl·4H2O,粒径约为100~300 nm,晶须长度大于20μm.轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比在0.75∶1~0.5∶1可以得到形貌较好的碱式氯化镁晶须.合成碱式氯化镁的适宜条件为:轻烧粉中的MgO与盐酸的摩尔比为0.65∶1,反应温度50℃,反应时间2 h.此外,利用配位化学理论合理地解释了轻烧粉与盐酸的反应机理.     

环境压力对硅纳米线及硅微米晶须生长的影响

用物理热蒸发法在不同环境压力下制备硅纳米线和硅微米晶须，借助扫描电子显微镜、X射线能谱分析和透射电子显微镜对不同环境压力下的硅纳米线及硅微米晶须的形貌、化学成分和晶体结构进行分析，研究了环境压力对硅纳米线和硅微米晶须生长的影响，结果表明：平行排列的硅纳米线和硅微米晶须生长的环境压力为13．3kPa；环境压力不但对硅纳米线和硅微米晶须直径产生影响，而且对其生长方向性有一定影响；硅微米晶须杆部出现等距离分布单晶硅颗粒，这是在高温退火过程中发生的球化作用所致。