注凝成型技术的研究与进展

注凝成型技术是一种适用于复杂形状、大尺寸部件的近净尺寸成型技术,因其设备简单、工艺过程易控制、坯体密度均匀、强度高等突出优点而受到广泛关注;随着注凝成型技术的不断改进和完善,现已成为复杂形状零部件领域内近净成型的新工艺。本文简要介绍了注凝成型的技术原理和关键工艺,全面阐述了注凝成型技术在现代陶瓷材料、多孔材料、医用材料、复合材料及金属陶瓷等领域上的研究进展,并对注凝成型技术的主要难点以及广阔的应用前景进行了分析与展望,如:高固相含量、低粘度的粉体悬浮液料浆的制备;开发更为有效的分散剂;加强对多孔陶瓷应用的研究;开发新型的凝胶体系;快速推进工业化应用和加强对智能自动化控制设备的开发。     

多层片式PTCR热敏陶瓷注凝成型工艺

研究了用注凝成型工艺制备片式PTCR热敏陶瓷.采用PMAA-NH4为分散剂,丙三醇为增塑剂,并加入适量的有机单体AM制备了高固相含量、低粘度的BaTiO3半导瓷浆料,研究了浆料粘度及坯体的性能与浆料固相体积分数、有机单体含量及增塑剂含量之间的关系.研究表明:浆料固相体积分数对坯体的干燥及烧结行为有较大影响,当浆料固相体积分数在45%以上时,可有效避免制品干燥和烧结过程中收缩过大而产生的变形开裂缺陷;当有机单体的质量分数为2%～4%,丙三醇的体积分数为3%～6%时,可获得有一定强度和柔韧性的生坯;研究了注凝成型PTCR陶瓷的微观结构及陶瓷元件的PTCR性能,成功地制备了层数为5、室温电阻为0.8Ω、电阻温度系数为13.40%/℃、升阻比大于105的多层片式PTCR元件.     

TiC及陶瓷基复合材料的蠕变

高温使用的结构材料不光要有好的弹性、强度和断裂性能,更要求极佳的疲劳和蠕变性能。因此,６０年代材料研究者对ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＶＣ、ＮｂＣ、ＴａＣ、ＭＯ２Ｃ等碳化物进行了研究．７０年代～８０年代探讨了许多陶瓷的热机械性能,如Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｒＯ２．８０年代～９０年代发展了颗粒、晶须或长纤维强化的陶瓷基复合材料,使其成为一类新型材料．法国研究人员在ＬＥＲＭＡＴ实验室对四种复合材料施行真空三点弯曲、压缩、大气中拉伸、氩气中拉伸试验,之后用光学显微镜和电子显微镜对它们进行了观察．…     

陶瓷基复合材料/金属焊接研究现状

由于用粒子、晶须或纤维增韧的陶瓷基复合材料具有良好的耐磨和耐腐蚀性,是目前备受重视的新型结构材料,用焊接的方法将其与金属焊接制成复合构件可推广应用.介绍了陶瓷/金属常用焊接方法的特点及连接机理,着重讨论了钎焊和扩散焊方法,并对陶瓷基复合材料/金属的焊接研究现状进行了分析.     

陶瓷基复合材料的双重颗粒强化

众所周知，通过控制多相性来改善陶瓷材料的机械强度与韧性的较好方法是在材料中弥散第二捆，如Sic纤维，由于Sic纤维对人体有害，人们力图用短纤维和单晶氧化物来取代它，然而这种料混合难，压制也难，材料达不到预期的机械强度，后来发展了溶胶一凝胶C01—gel）工艺取得很好的效果．法国国家宇航研究局材料部为评价S01－gell艺的优点进行了一系列的研究，其中之一是用S01－gd工艺进行双重颗粒强化来制取陶瓷基复合材料，并采用低成本的氧化烧结工艺取代热压成型工艺．所谓双重颗粒强化是在基体陶瓷粉末中加太薄片状A120；和胶体氧化物…     

陶瓷基复合材料纤维拔出有限元研究

采用粘结带模型描述复合材料界面的分离特性，利用有限元数值方法模拟了陶瓷基复合材料的纤维拔出的细观损伤和破坏过程，计算了其拔出过程的载荷一位移响应曲线，研究了界面结合强度、纤维的埋深长度以及热膨胀不匹配对纤维拔出过程的影响。结果表明该模型能很好的解释纤维拔出的破坏过程，纤维的最大拔出力和材料的承载能力都随面结合强度、纤维的埋入长度和基体的热膨胀系数增大而增大；纤维与基体热膨胀系数的不匹配对摩擦拔出力有直接影响。     

陶瓷基复合材料焊接技术研究进展

对陶瓷基复合材料的焊接技术作了总体概述.系统总结了陶瓷基复合材料的可用焊接方法、工艺、焊接过程中易出现的问题及对策,并对陶瓷基复合材料及其焊接技术的发展前景作了展望.     

利用纯铝和NaOH制备陶瓷基复合材料的研究

运用ＤＩＭＯＸ工艺,利用纯Ａ１和ＮａＯＨ制备了ＡＩ２Ｏ３／Ａ１陶瓷基得合材料,进行了ＳＥＭ,ＴＥＭ热重分析,定量金相等观察和测试,并分析了材料的生产机制。结果表明,纯Ａ、＋ＮａＯＨ制备的复合材料比由Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金制备的Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ复合材料组织理致密,力学性能更高,生产速度更快。     

陶瓷基复合材料纤维拔出有限元研究

采用粘结带模型描述复合材料界面的分离特性,利用有限元数值方法模拟了陶瓷基复合材料的纤维拔出的细观损伤和破坏过程,计算了其拔出过程的载荷-位移响应曲线,研究了界面结合强度、纤维的埋深长度以及热膨胀不匹配对纤维拔出过程的影响.结果表明该模型能很好的解释纤维拔出的破坏过程,纤维的最大拔出力和材料的承载能力都随面结合强度、纤维的埋入长度和基体的热膨胀系数增大而增大;纤维与基体热膨胀系数的不匹配对摩擦拔出力有直接影响.     

陶瓷基复合材料的微观结构和力学性能(英文)

采用添加剂热压烧结制备了短纤维增韧氮化硅基复合材料,并对材料的力学性能和微观结构进行了分析和讨论.结果表明:Y_2O_3-La_2O_3添加剂促进了α-Si_3N_4→β-Si_3N_4的相转变,这个体系经过1800 ℃的热压烧结后,其中的碳纤维产生退化.而经过1600 ℃热压烧结的含LiF-MgO-SiO_2添加剂的体系中,纤维保持完好,晶粒没有发生相转变.两个体系的复合材料的断裂韧性值均高于氮化硅基体的值,其提高幅度均接近20%,这归因于纤维拉拔、裂纹偏转和界面松解机制.     

SiCp增强铝基复合材料的制备与应用的研究进展

介绍了国内外有关SiCp颗粒增强铝基复合材料研究的进展情况，主要包 括SiCp增强铝基复合材料的传统制备工艺与新的制备工艺，传统应用领域与未来应用前景。     

Cf／SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解（PIP）工艺制备了2DC／SiC复合材料，研究了低温裂解工艺（裂解温度低于1000℃）对2D Cf/SiC复合材料结构和性能的影响，为Cf／SiC复合材料的低温制备探索可行之路。研究表明，采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf／SiC复合材料力学性能，其弯曲强度达到329．6MPa，剪切强度32．1MPa，断裂韧性14．7MPa·m^1/2。并采用差热（TG-DTA）、红外光谱（IR）、X射线衍射（XRD）等对先驱体聚碳硅烷（PCS）及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究。     

Cf/SiC陶瓷基复合材料的制备工艺研究

以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了2D Cf/SiC复合材料,研究了低温裂解工艺(裂解温度低于1000℃)对2DCf/SiC复合材料结构和性能的影响,为Cf/SiC复合材料的低温制备探索可行之路.研究表明,采用900℃裂解工艺制备的复合材料其力学性能达到或高于目前同类工艺制备的2D Cf/SiC复合材料力学性能,其弯曲强度达到329.6 MPa,剪切强度32.1 MPa,断裂韧性14.7 MPa·m1/2.并采用差热(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)等对先驱体聚碳硅烷(PCS)及其低温裂解产物的结构和性能进行了研究.     

一种新型液态金属浸渗网络结构预制体制备复合材料装置的设计

根据机械设计理论和液压知识,开发和设计了一种制备网络结构陶瓷增强金属基复合材料的新型装置。利用油缸液压和真空负压,成功实现了液态金属的浸渗。     

浸渗法制备ZTA陶瓷/铁基复合材料研究进展

浸渗法制备ZTA陶瓷颗粒增强铁基复合材料的研究取得了很大进展。针对陶瓷预制体制备,铁水对陶瓷预制体的浸渗,陶瓷与铁水的润湿性,复合材料界面结合,复合材料耐磨性等方面的研究进行了论述。解决铁水对预制体的润湿性是实现浸渗的先决条件,常用的方法有在陶瓷预制体中添加活性元素,通过化学镀、气相沉积以及包覆等方法对陶瓷表面进行改性等;在陶瓷与金属基体间形成过渡层可以改善结合界面的组织结构,促进陶瓷与金属基体形成冶金结合;铁水对陶瓷预制体的浸渗机理,以及ZTA陶瓷复合材料的耐磨机理尚需要深入研究。     

原位自生NbC陶瓷增强铁基复合材料研究

采用原位反应与两步法热处理结合方法,使铌丝提供的铌原子与灰口铸铁中石墨提供的碳原子发生原位自生反应,制备了NbC增强铁基复合材料。采用XRD、SEM、TEM等检测手段对复合材料的物相组成与组织结构进行分析,利用显微硬度计对复合材料进行硬度与显微压痕形貌及压痕裂纹分析。结果表明,通过原位反应成功制备了NbC增强铁基复合材料,该复合材料的主要物相组成为α-Fe、Nb、NbC、G。NbC/Fe陶瓷层的厚度约为242±3μm,NbC/Fe陶瓷层与Nb丝、铁基体之间呈现良好的冶金结合。NbC陶瓷颗粒形貌为标准的立方体,NbC/Fe陶瓷层的显微硬度是铁基体的3～4倍。     

SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削试验研究

开展了SiCf/SiC陶瓷基复合材料的超声振动辅助切削试验研究,对比研究超声振动辅助切削及普通切削条件下切削参数对切削力的影响规律.结果表明:SiCf/SiC陶瓷基复合材料超声振动辅助切削时优选钎焊金刚石磨头,超声振动辅助切削相较于普通切削的切削力降低了10％～20％,主轴转速、进给速度、切削深度都会影响超声振动辅助切...     

深海装备材料之陶瓷基复合材料的研究进展

介绍了深海装备用材料的分类和特点;着重介绍了陶瓷基复合材料,概述了纤维增韧、晶须增韧和颗粒增韧等增韧方法,以及浆料浸渗热压烧结法、混合烧结法、溶胶-凝胶法、化学气相渗透法和原位反应复合法等制备技术,并对陶瓷基复合材料的发展进行了展望.     

ZrB_2-SiC陶瓷基复合材料抗氧化性能的研究

将C纤维增强不同成分配比的ZrB_2-SiC复相陶瓷在1400 ℃下进行静态抗氧化实验,研究了成分配比及氧化时间对材料氧化过程的影响.通过分析氧化后材料的氧化增重率、氧化试样的背散射电子照片,研究氧化过程中ZrB_2-SiC陶瓷微观结构的变化,在此基础上探讨该温度下材料氧化的微观机制.结果表明,氧化初期形成的玻璃相在试样表面形成了一层有效的保护层,这层氧化膜保护层使得该复相陶瓷的氧化机制由反应控制向扩散控制转变,并阻止了材料内部被进一步氧化,且随氧化时间的延长这种保护作用更为明显.