热压烧结工艺对超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷性能的影响

热压烧结化学镀法获得的Al2O3-Co TiC-Co复合粉体制备超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷.探讨了烧结温度、烧结气氛和分级保温时间对复合陶瓷微观形貌和力学性能的影响.结果表明,烧结温度为1550℃、真空保护并在750℃和1200℃各保温10 min制备的复合陶瓷力学性能最佳.采用最佳烧结工艺制备的Al2O3-TiC-8%Co复合陶瓷的平均抗弯强度和断裂韧性分别达到782MPa和8.0 MPa·m1/2.     

原位热压合成Ti3 AlC2 陶瓷

分别用3Ti-Al-2C和2TiC-Ti-Al粉用原位热压技术制备Ti3AlC2陶瓷.采用XRD、DTA、SEM等测试手段研究其物相组成、反应过程及显微结构.结果表明:1300 ℃下3Ti-Al-2C体系的合成产物为层状Ti3AlC2、TiC和Al2O3相,1500 ℃下2TiC-Ti-Al体系的合成产物基本为层状Ti3AlC2相,纯度较高.在Ti-Al-C体系中,首先发生Ti与C反应生成TiC,接着发生Ti与Al反应相继生成TiAl3和TiAl,随后发生TiAl和TiC反应生成Ti2AlC,最后Ti2AlC和TiC反应生成Ti3AlC2.同时,分析了TiC掺杂对TiC-Ti-Al体系原位合成Ti3AlC2的影响.     

热压烧结SiC/CCTO陶瓷电容器的工艺和性能

首先采用固相法合成CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)粉体,与SiC粉体均匀混合后,采用真空热压制备了SiC/CCTO复合陶瓷电容器.采用DSC-TG技术分析了SiC/CCTO复合粉体的热行为,采用XRD、SEM等手段对样品进行表征,研究了SiC/CCTO复合陶瓷电容器的介电性能,并对其介电机理进行了探讨.结果发现,在950 ℃和 30 MPa的热压条件下制备出的 SiC/CCTO复合陶瓷电容器具有最高的介电常数ε_r≈3×10~8(1 kHz),分析认为其介电机理属于阻挡层机制,载流子在SiC与CCTO界面处聚积,形成空间电荷极化.     

分步法制备MoS2/Ti3SiC2层状复合材料

研究了采用分步法制备MoS_2/Ti_3SiC_2层状复合材料的工艺,其制备过程分2步进行。首先制备Ti_3SiC_2高纯粉,再在1400℃,30MPa条件下热压烧结制备MoS_2/Ti_3SiC_2层状复合材料。其MoS_2含量分别为2%,4%,6%,8%(w/%)。用XRD分析比较4种不同MoS2含量的烧结试样的相组成,并测试维氏硬度和电导率。实验结果表明,当MoS_2含量为4%时,MoS_2/Ti_3SiC_2烧结试样的硬度达到7.83GPa,且电导率达到10.05×106S·m-1。MoS_2含量再增加时,烧结试样的硬度有所增大,但电导率有所下降。     

MoS2/Ti3SiC2层状复合材料的制备

采用热压烧结方法制备MoS2/Ti3SiC(2MoS2质量分数为2%)的层状复合材料。研究了不同烧结温度对烧结试样性能的影响。研究表明,在1400℃,30MPa压力和保温2h条件下,可以得到致密度达99%以上的MoS2/Ti3SiC2复合材料;在Ti3SiC2中添加MoS2后,烧结温度越高维氏硬度越大;在1400℃,烧结试样维氏硬度达6220MPa,高于纯Ti3SiC2材料的4000MPa;MoS2有良好的导电性能,使得烧结试样的电导率比较高,在1400℃,烧结试样电导率达9.68×106S.m-1,是纯Ti3SiC2材料的2倍。     

热压烧结制备NASICON陶瓷的性能

采用溶胶凝胶法制得的NASICON先驱体粉末，通过热压烧结的方法制备了一系列的NASICON（x=2）陶瓷，并对所得NASICON陶瓷的相组成、显微结构和电性能等进行了分析和讨论。结果表明，随着烧结温度的不同，相同成分试样的相组成和微观结构都有很大不同，低温烧结的试样晶粒较小，结构疏松，试样的致密度低，随着温度的升高，试样的结构渐趋紧密，致密度相应提高，同时试样中晶粒的尺寸也有所增大。试样结晶度和致密度的区别导致了试样电导率的不同，结果发现随着烧结温度的升高，试样的电导率明显增大。而对试样介电常数的研究则表明，复介电常数的实部ε＇（ω）和虚部ε＂（ω）随交流频率ω的变化显示出一种非德拜弛豫型关系特征。     

热压TiC／Ti／Si／Al合成Ti3SiC2材料的研究

研究了向原料粉中掺加Al粉对合成高纯致密Ti3SiC2材料的影响。实验表明以2TiC／1Ti／1Si／0．2Al为起始原料组成，采用热压工艺在1200℃～1400℃的温度范围内，可以制备得到密度达到理论密度98％以上的高纯致密Ti3SiC2块体材料。由XRD数据计算得到的晶格参数与文献中的值接近。通过SEM和EPMA分析得知Ti3SiC2晶粒呈板状结晶形貌，且发育良好，晶粒在平面内的尺寸分别为3μm～8μm和4μm～10μm。     

Ti3SiC2/TiC复相陶瓷原位合成的研究

以Ti、Si和活性炭粉为主要原料,利用热压烧结工艺合成了Ti3SiC2/TiC复相陶瓷.研究了工艺条件尤其是不同保温保压时间对合成产物相组成及微观结构的影响,并结合XRD、SEM和热力学分析等探讨了反应合成机理.结果表明:热压温度为1400℃,25MPa保温保压4h时,得到了均匀、致密的Ti3SiC2/TiC强夹层复合陶瓷,其中TiC颗粒均匀地分布在Ti3 SiC2陶瓷基体中;同时保温保压时间对Ti3SiC2/TiC的合成起关键作用.     

热压烧结Ti3AlC2材料的制备、结构与性能研究

采用热压工艺研究了不同工艺制度和原料中不同的Si含量对Ti3AlC2合成的影响.研究表明在1 300℃～1 500℃,30MPa压力和Ar气氛中热压摩尔比为n(TiC)n(Ti)n(Al)n(Si)=2110.2的混合粉末,可以得到纯度达98%(质量分数)以上的致密块体Ti3AlC2材料;添加的Si均匀分布在基体中,形成固溶体,当添加Si的摩尔比为0.2时,固溶体的化学式为Ti2 76Al0 78Si0.22C2.烧结试样的晶体为层片状结构,1 300℃和1 400℃时,烧结试样的晶粒尺寸分别为10μm～15μm和20μm～30μm.材料的维氏硬度为3.3 GPa～5.0 GPa,弹性模量为289 GPa,抗压强度为785 MPa,抗弯强度为375 MPa,断裂韧性为7.0 MPa·m1/2;25℃时,电导率为3.1×106 S·m-1,热容为125.4 J/mol·K,热导率为27.5 W/m·K;热膨胀系数为8.8×10-6 K-1.     

热压烧结TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的高温摩擦学性能

采用化学沉淀法制备出粒径约80nm的等轴状SrSO4粉体。选用ZrO2(3mol%Y2O3)-20wt%Al2O3(TZ3Y20A)陶瓷为基体,采用热压烧结法制备出TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料,并对复合材料的组织结构和力学性能进行了研究。采用球盘式高温摩擦磨损试验机测定复合材料从室温到800℃的摩擦学性能。TZ3Y20A-SrSO4复合材料在室温至800℃范围内摩擦系数在0.31～0.42之间,磨损率为10-5mm3/Nm数量级。加入SrSO4后复合材料的磨损表面形成了一层润滑膜,有效地改善了其高温摩擦磨损性能。     

热压过程中Ti3SiC2陶瓷的合成机理研究

以Ti、Si、C粉为原料,采用热压烧结法,在烧结温度1000～1600℃合成了Ti3SiC2材料。采用XRD分析了热压产物的相组成,用SEM和EDS观察试样的显微结构,并讨论了Ti3SiC2陶瓷的合成机理。     

原位热压合成Ti3AlC2/Al2O3复合材料的研究

以Ti,Al,TiC,TiO2粉末为原料,采用原位热压合成法制备了Ti3AlC2/Al2O3复合材料。主要考察不同Al2O3含量对复合材料性能的影响。在1400℃,30MPa压力,保温2h条件下烧结制得致密的Ti3AlC2/Al2O3块体材料。采用XRD分析了不同Al2O3含量的复合材料的相组成。用SEM观察组织结构特征。测量了维氏硬度和电导率同Al2O3含量的关系曲线。研究结果表明,Al2O3的加入可大幅度提高复合材的硬度。Ti3AlC2/25%Al2O3的维氏硬度可达8.7GPa。虽然添加Al2O3后复合材料的电导率有所下降,但Al2O3对复合材料强度和硬度的增加有显著的贡献。Ti3Al2C2/Al2O3乃不失为一种性能良好的高温结材材料。     

MoS2／Ti复合膜的制备和性能

为了克服MoS2薄膜在大气环境下极易氧化失效且耐磨性能差的缺点，采用非平衡直流磁控溅射技术制备了MoS2／Ti复合膜，研究了Ti靶电流对复合膜结构和性能的影响。电子探针（EPMA）测定表明，膜中Ti的含量随着Ti靶电流的增加而增加。场发射扫描电子显微镜（FE．SEM）对膜的表面和截面形貌观察发现，膜的表面由尺寸为几十～几百纳米的颗粒组成，而膜的截面呈柱状晶结构。膜的致密性和Ti靶电流有关，电流越高，膜的致密性越好，从而膜的硬度也越高。     

机械合金化＋热处理制备高纯Ti3SiC2粉体

以3Ti/Si/2C/0.2Al粉体为原料,采用机械合金化和真空热处理的方法合成了高纯度的Ti3SiC2粉体,并分析了粉体颗粒的外观形貌.结果表明,对3Ti/Si/2C/0.2A1粉体机械合金化4 h,可以生成Ti3SiC2和TiC的混合粉体.采用真空碳管炉对机械合金化粉体产物进行热处理,可以显著提高粉体中Ti3SiC2含量.热处理温度对粉体Ti3SiC2含量有很大的影响,过高或过低都不利于提高粉体中Ti3SiC3含量.在1150℃保温2 h得到的粉体产物Ti3SiC2含量最高,达到97.1 v01%.热处理产物粉体颗粒比较细小,适合做复合材料的原料.     

热压烧结燃烧合成Ti3AlC2粉体的研究

以燃烧合成Ti3AlC2粉体为原料，研究了不同热压温度下Ti3AlC2粉体的热压烧结过程。实验结果表明，热压烧结Ti3AlC2粉体可得到Ti3AlC2致密块体陶瓷，Ti3AlC2粉体的热压烧结活性比直接使用Ti、Al（或Al4C3）和C为原料热压烧结的活性高，热压烧结温度以1400-1500℃之间为佳：烧结温度为1450℃，压力25MPa，Ar保护，保温2h的条件下，烧结Ti3AlC2粉体可得理论相对密度为99．05％，维氏硬度2．8GPa，抗弯强度426．02MPa，断裂韧性10．08MPa·m^1/2的烧结块体；烧结样品的密度和断裂韧性随烧结温度升高而增大，抗弯强度在高于1400℃时随热压温度升高而降低。     

钛合金表面离子束增强沉积MoS2基膜层及其性能

将离子束增强沉积（IBED）技术与离子束溅射的沉积技术相结合,在钛合金表面制备了MoS2,MoS2-Ti复合膜。研究了膜层的形态、结构、膜基结合强度、硬度、摩擦学性能及抗微动（fretting）损伤性能。结果表明;所获膜层较纯溅射膜结合强度高、致密性好,复合膜中允许的金属元素含量大。通过恰当地控制复合膜中Ti的含量,可获得以（002）基面择优取向的MoS2-Ti复合膜,该膜层有较好的减摩和抗磨综合性能,能够显著地改善钛合金的常规磨损、微动摩员（FW)和微动疲劳（FF）性能,特别是在磨损严重的大位移整体滑条件下,MoS2-Ti复合膜对钛合金FF抗力的提高作用可大于喷丸形变强化处理。     

Ti3SiC2／Y-3TZP陶瓷复合材料可加工性能研究

以Ti3SiC2（10％～50％，体积分数，下同）和3Y-TZP粉为原料，采用等离子体放电烧结（SPS）方法，在外加应力50MPa，烧结温度1300℃条件下，制备了Ti3SiC2／3Y-TZP陶瓷复合材料。研究了Ti3SiC2含量对复合材料的力学性能和可加工性能的影响。实验结果表明，当Ti3SiC2含量大于30％时，复合材料表现出了良好的可加工性能。分析认为，Ti3SiC2材料的微观结构特征和多重能量吸收机制起到了重要作用。