低温烧结氧化铝基陶瓷材料的研究

介绍了一种经１５００℃烧结研制的Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料。采用ＥＤＳ、ＸＲＤ、ＳＥＭ等手段分析了助烧剂的成分及Ａｌ２Ｏ３基陶瓷的相结构，讨论了Ａｌ２Ｏ３基陶瓷结机理和部分性能。     

硅溶胶添加对氧化铝多孔陶瓷烧结性能的影响

以煅烧α-Al2 O3粉末为原料,硅溶胶为高温结合剂,羧甲基纤维素钠为成型黏结剂,通过混料、困料、模压成型、高温烧结等工序制备氧化铝多孔陶瓷,利用SEM和XRD对多孔陶瓷微观形貌和晶体结构进行测试,并对多孔陶瓷的线收缩率、体积密度、显气孔率和抗弯强度进行表征,系统地研究硅溶胶添加对氧化铝多孔陶瓷高温烧结特性的影响.结果表明:低温下硅溶胶的热解产物石英型SiO2将氧化铝颗粒黏结起来,形成物理黏结,能提高多孔陶瓷的力学性能;烧结温度达1500℃时,SiO2开始与氧化铝反应形成莫来石,莫来石结合相的生成使得氧化铝多孔陶瓷趋于致密,力学性能优异,抗弯强度可达(105.5±8.0)MPa;随烧结温度的升高莫来石生成量增多,导致氧化铝多孔陶瓷的体积膨胀,进而使得孔隙率增大,力学性能降低.烧结温度介于1400～1500℃之间时,可以得到微观结构合理、力学性能优异、孔隙率适中的氧化铝多孔陶瓷.     

烧结温度对SiC/莫来石复相多孔陶瓷的影响

以高岭土、SiC粉末、Al2O3粉末为主要原料,采用添加造孔剂法制备了SiC/莫来石复相多孔陶瓷,探讨了烧结温度对多孔陶瓷的气孔率、体积密度、抗折强度等的影响。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的物相组成与断面形貌。结果表明,以淀粉为造孔剂,在1350℃下保温2h制备的样品综合性能最佳,其孔隙率为31.40%,抗折强度达到42.50MPa。     

低温烧结AlN陶瓷的微结构和热导率

采用CaF2，Y2O3和Li2CO3做添加剂，在低温下制备了高热导率的AlN陶瓷，通过SEM，TEM和XRD研究了AlN陶瓷在烧结过程中微结构及晶格常数的变化及其对热导率的影响。研究发现，当使用CaF2-Y2O3做添加剂时，液相对晶粒浸润性较差。不利于AlN晶格的纯化。而添加Li2O-CaF2-Y2O3的AlN陶瓷在烧结温度之前已经完成了液相的重新分布，液相与AlN晶粒之间有较好的浸润性，这促进了AlN陶瓷的致密化和AlN晶格的纯化，有利于获得较高的热导率。     

放电等离子烧结技术制备透明氧化铝陶瓷

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了透明氧化铝陶瓷,研究了样品在模具内部的位置对其光学性能的影响,结果表明,在模具中心处样品的直线透过率最高(波长为640nm时为51%,波长为2000nm时为84%),这主要是由于模具内部温度分布不均引起样品晶粒尺寸不同所致.     

亚微米ZrO_2粉体对氧化铝陶瓷力学性能的影响

在高纯Al2O3粉体中添加质量分数为16%的亚微米ZrO2粉体,制备Al2O3-ZrO2复合粉体,通过X射线衍射仪、电子探针和扫描电子显微镜分别对样品的相组成和显微结构进行分析,研究不同烧结温度下亚微米ZrO2粉体对氧化铝陶瓷抗折强度和硬度的影响。结果表明,在1 450℃时无压烧结2 h,Al2O3-ZrO2复相陶瓷的晶粒粒径约为0.5μm,抗弯强度高达797 MPa,提高了46%,维氏硬度为17.9 GPa。     

预热粉体爆炸烧结单相纳米氧化铝陶瓷初步研究

采用预热粉体爆炸烧结的方法对单相纳米氧化铝陶瓷的烧结技术进行了初步研究，对纳米陶瓷的密度、不同预热温度对纳米陶瓷显微结构的影响、纳米陶瓷的ＸＲＤ谱线特征、以及纳米陶瓷的质量及其改善途径进行了分析。     

烧结温度对TiO2压敏陶瓷性能的影响

TiO2压敏陶瓷是一种新型的半导体双功能元件,具有压敏电压低、非线性系数大、介电常数高等许多突出的优点,广泛用于中低压领域中作为过电压保护和浪涌吸收元件.主要研究了烧结温度对TiO2压敏陶瓷电性能的影响.研究中发现,随着烧结温度的升高,TiO2压敏陶瓷有压敏电压降低、非线性系数升高的趋势.在1400℃烧结时显示出较低的压敏电压V1mA=5.12V·mm,较好的非线性系数a=5.2,和较高的介电常数εr=3.7×104.     

Ce-Y-ZTA 复相陶瓷的微波烧结

系统研究了Ce-Y-ZTA 复相陶瓷批量试样在2. 45GHz, 功率0. 5～ 5kW 连续可调的矩形多模腔内的微波烧结过程及材料性能。实验表明: 通过合理的保温结构和工艺控制, 可实现高稳定性和重复性的微波快速烧结。相对密度达到99%TD。与常规烧结相比, 微波烧结过程只需约2小时, 致密化温度降低50～ 100℃。烧结后材料具有晶粒尺寸细小、均匀的显微结构, 弯曲强度由600M Pa 提高至670M Pa, 同时获得较高断裂韧性值。      

预热粉体爆炸烧结单相纳米氧化铝陶瓷的研究

采用预热粉体爆炸烧结技术制备单相纳米陶瓷,用40nm的α-Al2O3粉体作原料进行烧结试验,用高倍扫描电镜,X射线衍射分析等手段对试验结果进行了测试。最近的研究表明：纳米粉体分别经600－800度预热后进行爆炸烧结,可以得到密度为96－100％理论密度,晶粒大小在100nm以下的单相氧化铝纳米陶瓷,随着预热温度的递增,陶瓷晶粒生长有加快趋势,与常温下爆炸烧结相比,本研究的陶瓷晶粒无明显晶格变形,对陶瓷质量的影响因素及其改善途径也进行了分析。     

低温烧结细晶Y-TZP

通过在Ｙ－ＴＺＰ中加入适量的硅酸盐玻璃添加剂,使其烧结温度明显降低,并且制备出具有细晶粒、高强度的四方相氧化锆增韧陶瓷材料．分析了添加剂含量及烧结温度与材料致密度、显微结构及力学性能的关系,发现在Ｙ－ＴＺＰ材料中加入１ｗｔ％的添加剂,可以使材料在１４００℃下烧结,氧化锆晶粒尺寸约为１００～２００ｎｍ;其抗折强度可达９５０ＭＰａ．     

PTCR陶瓷材料的超低温烧结

主要研究了ＢＮ对ＰＴＣＲ陶瓷材料低温烧结的作用．对Ｌａ掺杂ＢａＴｉＯ_３ＰＴＣＲ陶瓷,在１１００℃的低温下烧结可以得到室温电阻率为１５０Ω·ｃｍ、升阻比为４．９个数量级的样品．对居里温度为３６０℃的高居里点（Ｂａ_０．４Ｐｂ_０．６）ＴｉＯ_３ ＰＴＣＲ陶瓷材料,选用 Ｎｂ_２Ｏ_５为半导化剂,ＢＮ和ＡＳＴ为助烧剂时,可以在１０００℃左右的超低温下烧成．同时,对ＢＮ助烧剂的液相烧结机制进行了初步的探讨．     

真空低温烧结的SrTiO_3复合功能陶瓷

选择SiO2作为烧结助剂,Nb2O5作为施主掺杂,MnCO3作为受主掺杂,采用真空一次烧结工艺在1200℃制备出性能优良的压敏-电容复合功能陶瓷元件,样品的电阻率ρ>105Ω.cm,压敏电压V1mA<50V,非线性系数α接近10,介电常数ε>104,介电损耗tanδ可以控制在10%以下,漏电流可以控制在50μA以下。     

纳米晶添加氧化铝粉体的低温烧结研究

以湿化学法制备的纳米α-Al₂O₃粉体作为添加剂,MgO和SiO₂为烧结助剂,对商用γ-Al₂O₃粉体预处理后,采用无压烧结工艺,有效的降低了烧结温度.在1450℃制备了高性能的氧化铝陶瓷,并对添加α-Al₂O₃纳米晶的作用机理进行了研究.     

BaO-B_2O_3-SiO_2玻璃助剂中SiO_2对低温烧结PTCR陶瓷性能的影响

研究了氧化钡-氧化硼-氧化硅(BaO-B2O3-SiO2)玻璃助剂对Y掺杂BaTiO3陶瓷微观结构和PTCR特性的影响.微观结构分析表明.玻璃助荆中SiO2的含量能改变晶界相组成,影响样品的烧结特性和室温电阻率.实验结果表明,当含有5%SiO2(摩尔分数)的BaO-B2O3-SiO2玻璃助剂的添加量为3%(质量分数)时,在1050℃保温3h烧结的样品的室温电阻率为210Ω·cm,升阻比为3.5个数量级.     

BaTiO3陶瓷的低温冷烧结制备及性能研究

近年来, 冷烧结低温制备陶瓷引起了很大关注, 并在BaTiO₃陶瓷的制备上取得了一定进展。为了提高冷烧结BaTiO₃陶瓷性能, 本研究采用水热法制备了分散性好、粒径为100 nm的四方相(晶格参数c/a为1.0085) BaTiO₃粉末。采用0.1 mol/L的乙酸在100 ℃/1 h的条件下对粉末进行水热活化处理。以质量分数10% Ba(OH)₂·8H₂O为熔剂, 在350 MPa、400 ℃/1 h的条件下对粉体进行冷烧结, 最后经600 ℃/0.5 h退火获得了相对密度为96.62%、晶粒尺寸为180 nm, 常温介电(ε_r)为2836, 介电损耗(tanδ)低至0.03的BaTiO₃陶瓷。乙酸处理后高活性粉末表面形成的非晶钛层有效促进了陶瓷的致密化, 抑制了杂相的生成和晶粒长大, 提高了介电性能, 大幅改善了冷烧结BaTiO₃陶瓷出现的介电弥散现象, 从而实现了BaTiO₃陶瓷的低温冷烧结制备。     

固有烧结温度低的低介电常数陶瓷材料研究进展

固有烧结温度低的低介电常数微波介质陶瓷材料在低温共烧陶瓷(LTCC)中具有重要的应用前景。着重介绍了钨酸盐、磷酸盐、碲酸盐、钼酸盐、钒酸盐、铌酸盐和硼酸盐等固有烧结温度低的低介电常数微波介质陶瓷材料的研究进展,并指出低温共烧陶瓷材料目前存在的问题。     

陶瓷材料微波烧结研究

陶瓷微波烧结技术是一门具有实用价值和应用前景的新颖烧结技术。它与常规烧结法相比具有：（１）改进材料的显微结构和宏观性能；（２）省时节能；（３）极高的升温速率等优点。本文对微波烧结的优点、机理、设备、工艺及发展和展望进行了分析和讨论。     

Cr_2O_3对氧化钙陶瓷烧结过程的影响

研究Cr2O3添加剂对氧化钙陶瓷烧结性能的影响。结果表明:Cr2O3能促进氧化钙陶瓷烧结密度和抗水化性能的提高,并且随着添加剂含量的增加,陶瓷抗水化性能不断提高;提高烧结温度,能提高陶瓷密度和抗水化性能;在烧结过程中,生成的CaCr2O4为液相,连结CaO晶粒,促进陶瓷烧结,增大了陶瓷的烧结密度,CaCr2O4包裹在CaO晶粒表面,能大幅度提高陶瓷抗水化性能。     

AlN陶瓷的高压烧结研究

以自蔓延高温合成的AlN粉体为原料,用六面顶压机在高压(3.1～5.0GPa)下实现了未添加烧结助剂的AlN陶瓷体的烧结.研究了烧结工艺参数对AlN烧结性能的影响.用XRD、SEM对AlN高压烧结体进行了表征.研究表明:高压烧结能够有效降低AlN陶瓷的烧结温度并缩短烧结时间,烧结体的结构致密.在5.0GPa/1300℃条件下高压烧结50min的AlN陶瓷的相对密度达94.9%.在5.0GPa/1700℃/125min条件下制备的AlN陶瓷晶格常数比其粉体减小了约0.09%.