Al2O3–TiC基复相陶瓷的制备和性能

Al2O3-TiC基复相陶瓷具有高强度、高硬度和较好的高温稳定性, 常用于刀具、发热体和电子器件. 本文综述了Al2O3-TiC基复相陶瓷的各种制备方法及其优缺点、常温和高温性能、各种增韧手段和增韧机制, 并展望了Al2O3-TiC基复相陶瓷研究的发展方向.     

Al2O3-TiC基复相陶瓷的制备和性能

Al2O3-TiC基复相陶瓷具有高强度、高硬度和较好的高温稳定性,常用于刀具、发热体和电子器件。本文综述了Al2O3-TiC基复相陶瓷的各种制备方法及其优缺点、常温和高温性能、各种增韧手段和增韧机制,并展望了Al2O3-TiC基复相陶瓷研究的发展方向。     

镁合金固相反应复相陶瓷涂层性能对比

采用固相反应法分别在MB2镁合金基体上制备Al2O3基和SiO2基复相陶瓷涂层,确定了陶瓷涂层的较佳配方如下:SiO2基陶瓷涂层为m(SiO2):m(Al2O3):m(MgO):m(钠长石)=66.8:13.2:12:8,Al2O3基陶瓷涂层为m(Al2O3):m(SiO2):m(MgO):m(ZnO)=66:12:12:10,陶瓷料浆与粘接剂质量比为0.5:1。对所制备的涂层结构,封孔前后涂层的致密性、耐酸性、耐盐水性以及耐磨性进行了测试。结果表明,SiO2基复相陶瓷涂层因在热固化过程中产生大量新相,而提高了涂层的致密性。与镁合金基体相比,封孔后涂层的耐酸性和耐盐水性分别提高了21倍和17倍,相对耐磨性增强了1.94倍,均优于封孔后Al2O3基复相陶瓷涂层的相关性能。     

Fabrication and Mechanical Property of BaNb2O6/Al2O3 Composite Ceramics

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相 BaNb2O6引入到 Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于 1350 ℃制备 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明：BaNb2O6与 Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了 Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为 10%（体积分数）时,1350 ℃无压烧结和热压烧结制备的 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为 94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和 99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到 BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相 BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

BaNb_2O_6/Al_2O_3复相陶瓷的制备及力学性能

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相BaNb2O6引入到Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于1350℃制备BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:BaNb2O6与Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为10%(体积分数)时,1350℃无压烧结和热压烧结制备的BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

一种新型高性能复相陶瓷材料的应用前景

传统Al2O3/TiO2复相陶瓷韧性低,可靠性难以保证.将纳米技术引入到该领域,通过把纳米尺度的氧化铝和氧化钛粉末再造粒成为纳米结构的氧化铝/氧化钛(Al2O3/TiO2)复合氧化物粉末并采用新型工艺路线制备的精细结构Al2O3/TiO2复相陶瓷,与传统微米级晶粒尺度的Al2O3/TiO2复相陶瓷相比,其强度、韧性和耐...     

ZrO2/Al2O3复相陶瓷的制备及性能研究

本文以工业用ZrO2和α-Al2O3微粉为原料,通过干压成型和常压烧结工艺制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷.通过检测复相陶瓷的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、烧后线变化率和热震稳定性,研究不同α-Al2O3微粉加入量及添加剂Y2O3对ZrO2/Al2O3复相陶瓷烧结性能、常温强度、热震稳定性及微观结构的影响,并通过SEM方法对烧后试样的微观结构进行表征.结果表明:系统配料中加入Al2O3会降低ZrO2/Al2O3复相陶瓷的致密度,常温强度随着Al2O3加入量增大而呈现先增大后减小趋势,然而热震稳定性有一定程度改善.Y2O3作为一种助烧剂可以促进ZrO2/Al2O3复相陶瓷结构内晶粒长大,加入Y2O3有利于增强复相陶瓷的烧结性.     

纳米TiN-Al_2O_3基复相陶瓷的电学及力学性能

以纳米Al2O3和TiN为原料,以SiO2为助烧剂,热压烧结后获得TiN-Al2O3复相陶瓷。TiN-Al2O3复相陶瓷具有较优异的力学性能:三点弯曲强度最高达到565.8MPa,断裂韧性在4～6MPa·m1/2之间。复相陶瓷中立方TiN均匀地分布在Al2O3基体中,TiN颗粒主要分布在Al2O3晶界处。当TiN颗粒的体积含量为5%时,TiN-Al2O3复相陶瓷的电阻率在1012～104Ω·cm范围内,其加载电压可达0.75kV/mm。     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

热压温度和时间对Fe_3Al/Al_2O_3纳米复相陶瓷结构和性能的影响

以自制的纳米晶Fe3Al(有序DO3结构)为增强相,纳米粉Al2O3为基体相,采用热压烧结制备了Fe3Al/Al2O3纳米复相陶瓷,研究了热压温度和时间对复相陶瓷显微结构和力学性能的影响。结果表明:复相陶瓷的相组成为Fe3Al和Al2O3。热压温度为1400℃时,部分晶粒尺寸从0.5μm增大到1μm,板片状Al2O3晶粒消失;热压时间为60min时,晶粒尺寸趋于一致,为1μm左右,呈现出较致密的准球形堆积状态。随着热压温度的升高或热压时间的延长,复相陶瓷的相对密度、Vickers硬度和断裂韧性均有不同程度的提高,最大值分别为93.31%,975MPa和8.30MPa·m1/2。对显微硬度压痕裂纹进行扫描电镜观察和分析表明:材料断裂韧性的提高,是通过对裂纹的偏转和吸收、超细晶韧化和Fe3Al的补强和增韧等方式进行的。     

钇补强颗粒弥散陶瓷复合材料增韧机制的微观结构表征

在Al2O3/（W,Ti）C陶瓷复合材料中适量添加稀土元素钇能显著提高其断裂韧性。本文运用SEM与TEM技术,从微观结构的角度探讨了其增韧机制。表明,由于稀土钇的添加,使材料内部形成不同程度的强弱界面,它们与扩展中的裂纹相互作用,使得裂纹桥联、裂纹分支、裂纹偏转以及微裂纹增韧机制得到明显增加和加强,从而以多种增韧机制及其协同作用共同提高稀土补强Al2O3/（W,Ti）C陶瓷复合材料的断裂韧性。     

防护装甲用抗弹Al2O3陶瓷研究进展

抗弹Al₂O₃陶瓷因其高硬度、低密度以及低成本,在防护装甲领域占有重要地位。本文详尽综述了抗弹Al₂O₃陶瓷的生产原材料选择、制备技术及发展趋势,比较了干压成型、等静压成型、凝胶注模成型及粉末微注射成型技术,与常压烧结、热压烧结、热等静压烧结等烧结工艺对抗弹Al₂O₃陶瓷性能的影响,阐述了发展抗弹Al₂O₃透明陶瓷以满足当代军事需求、抗弹Al₂O₃陶瓷增韧化以克服其高脆性、低韧性的应用屏障,为抗弹Al₂O₃陶瓷的更多应用提供可能。     

工业用高温热电偶瓷管材料烧结行为的研究

为制备工业用高温热电偶瓷管,本实验依据原位反应的原理,配制了不同Ａｌ２Ｏ３含量的试样,主要研究了以Ａｌ２Ｏ３作为第二相增韧增强的ｍｕｌｌｉｔｅ基复相陶瓷材料的烧结行为。     

压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学性能影响规律及机理的初步探讨

通过对压电、结构陶瓷粉末的选择搭配烧结，发现压电相LiTaO3与基体Al2O3在烧结时能稳定共存，分别采用三种烧结路线制备了LiTaO3/Al2O3陶瓷复合材料，对其微观组织与力学性能进行了研究，结果表明，LiTaO3晶粒中的电畴结构清晰可见，采用适当的烧结路线制备的含有适量压电陶瓷颗粒陶瓷基复合材料的力学性能显著改善，电畴运动引起的能量耗散是一种新的结构陶瓷增韧机制。     

自增韧陶瓷复合材料的研究

本文叙述了Si3N4、Sialon、Al—Zr—C、Ti—B—C、SiC、Al2O3和玻璃陶瓷等自增韧陶瓷复合材料的研究，并简要介绍了自增韧陶瓷复合材料的制备工艺、微观结构、增韧机理，及材料形成的热力学和动力学条件。     

ZTA纳米复相陶瓷的研究进展

介绍了改善Al2O3陶瓷性能的3种方式，综述了ZTA复相纳米陶瓷的主要性能、结构、增韧机理及粉体制备和烧结方式对材料的影响，论述了添加剂和籽晶的引入对降低ZTA陶瓷的烧结温度，改善显微结构和力学性能的研究情况并分析了改善机制，3种改善方式在ZTA陶瓷中能得到综合体现。     

Al2O3增强ZrO2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2O3微粉、化学共沉淀法制备(Y,Ce)—ZrO2超细粉,通过适当工艺制备出ZrO2／Al2O3复合陶瓷。经研究发现,添加Al2O3,可抑制ZrO2晶粒的长大,提高基体的强度和韧性。当Al2O3含量达到30%(质量分数)时,复合陶瓷的抗弯强度为986MPa,断裂韧性为13.7MPa*m1／2。材料性能的提高可归结为Al2O3颗粒的弥散增韧和ZrO2陶瓷的相变增韧叠加作用的结果。     

新型复相陶瓷刀具材料JX-2-I协同增韧补强机理的研究

本文研制成功了一种新型陶瓷刀具材料——SiC晶须（SiCw）增韧和SiC颗粒弥散增韧Al2O3陶瓷刀具JX－2－Ⅰ，该刀具材料具有高的抗弯强度和断裂韧性等优点；对比A（Al2O3）、AP（Al2O3／SiCp）、AW（Al2O3／SiCw）、JX－1（Al2O3／SiCw）和JX－2－1（Al2O3／SiCp／SiCw）等陶瓷材料的力学性能可以看出，在JX－2－Ⅰ材料中具有明显的增韧补强叠加效应；本文在热失配分析和微观结构观察的基础上详细研究了JX－2-Ⅰ刀具材料的增韧补强机理，系统研究了JX－2—Ⅰ中各种增韧补强机理之间的协同效应。     

自蔓延离心熔铸TiB2-(Ti,W)C-TiC陶瓷研究

基于离心热爆反应、难熔液相分离与快速凝固原理,选取(WO3+Al+C)体系辅助(B4C+Ti)反应体系,采用自蔓延离心熔铸工艺可以成功制备出TiB2微纳米晶补强TiC-(Ti,W)C陶瓷基复合材料.将(B4C+Ti)、(WO3+Al+C)两种反应体系依次装填入坩埚中进行SHS离心熔铸实验,发现因W-Ti-C液相动力学粘度的降低、Al2O3液滴迁移路程减小,极大促进Al2O3液滴的Stokes上浮过程,故而显著减小残存于陶瓷基体上的氧化物夹杂含量与尺寸,进而TiB2微纳米片晶诱发的强烈自增韧机制与Al2O3微纳米晶产生的残余应力增韧效应,使得TiB2-(Ti,W)C-TiC陶瓷的弯曲强度、断裂韧性与维氏硬度分别达到(952±25)MPa、(12.6±2.5)MPa·m1/2与(28.6±1.2)GPa.     

氧化铝基陶瓷颗粒或晶须复合物的高温塑性变形

介绍了自８０年代以来人们对氧化铝基氧化物陶瓷颗粒复合物以及氧化铝基非氧化物陶瓷颗粒或晶须复合物高温变形的研究。介绍了有关因素对变形行为的影响、变形后显微结构的变化以及相应的变形机理