复合涂层粉料制备莫来石陷瓷的工艺研究

莫来石陶瓷是一种具有优良特性的陶瓷，在结构、电子、光学领域具有广泛的应用前景。利用TEOS的水解在亚微米级氧化铝颗粒表面涂上无定型SiO2，制得莫来石前驱体－－复合涂层粉料。并对制备莫来石瓷的成型工艺及制备参数进行了研究。采用900MPa干压成型，1600℃保温2h常压烧结制备出直径13mm烧成体，相对密度为99．24％，几乎完全致密；根据XRD衍射图谱，烧成体试样由纯莫来石相组成；根据SEM分析，试样显微结构致密、均匀。     

莫来石陶瓷的制备及其微波介电性能研究

用SiO2溶胶和Al2O3溶胶以及分析纯SiO2和Al2O3粉末，采用热压烧结法制备了莫来石陶瓷。研究了莫来石陶瓷的微波介电特性与烧结致密度、烧结助剂MgO以及测试频率之间的关系。结果表明，烧结条件对莫来石陶瓷致密度和介电常数有很大影响，其中以热压温度对莫来石陶瓷烧结致密度和复介电常数的影响最大。烧结条件不同时，可以得到一系列具有不同复介电常数的莫来石陶瓷。添加烧结助剂MgO后，莫来石陶瓷复介电常数的实部和虚部均有所升高。在8～12GHz频率范围内，莫来石陶瓷的复介电常数没有表现出明显的频散效应。     

莫来石基复合材料的显微结构与增韧特性(Ⅰ)——SiCw/莫来石体系

采用溶胶-凝胶工艺合成的高纯莫来石粉及Tokai碳化硅晶须,以热压方法制备了SiCw/莫来石系复合材料。高纯莫来石陶瓷呈现较高的强度和相当高的断裂韧性,添加SiC晶须后其强度和韧性进一步提高。根据显微结构分析认为,桥联和造成裂纹偏转是晶须的主要增韧机制。清除SiC晶须表层的SiO_2,利于其增韧效应的发挥。     

烧结温度对Al_2O_3/LiTaO_3陶瓷复合材料烧结性的影响

采用冷等静压成型无压烧结方法制备了不同Al2O3含量(体积分数φ,全文同)的Al2O3/Li Ta O3(ALT)陶瓷复合材料,烧结温度分别为1 250、1 300、1 350和1 400℃.采用X线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针和硬度测试等方法,研究其在不同烧结温度下的致密度、显微结构和硬度.结果表明:ALT陶瓷复合材料中Li Ta O3和Al2O3两相能稳定共存,随Al2O3含量和烧结温度增加,ALT陶瓷复合材料的致密度和硬度也逐渐增加,最高硬度约为6 GPa;ALT陶瓷复合材料显微结构缺陷较多,烧结性能较差,烧结工艺和方法有待进一步改进.     

注射成形SiC陶瓷的烧结温度及其力学性能分析

以SiC微粉为原料,Y2O3、Al2O3为复合烧结助剂,以多组元蜡原料为粘结剂,采用注射成形法及液相烧结法制备了SiC陶瓷,通过扫描电镜、透射电镜等测试分析了粉体及烧结试样的物相组成及显微结构.力学性能分析显示,在合适的注射成型及液相烧结工艺参数下,烧结样品可获得良好的综合物理性能,1 900℃烧结后材料结构致密,其密度可达3.24 g/cm3,相对密度为98.2%,维氏硬度达2 486.3 HV,断裂韧性达6.68 MPa·m1/2.     

TiB_2/SiC陶瓷复合材料制备工艺的研究

以TiO2、B4C和C为原料,基于原位合成法在SiC基体中生成TiB2颗粒,并采用无压烧结法制备出TiB2/SiC复合陶瓷.通过对复合材料制备工艺的研究,发现：高于1 300℃的预烧结能形成TiB2/SiC复合陶瓷坯体.C含量、烧结温度和保温时间对复合材料的相对密度均有影响.当C含量（质量分数）为4%时、在1 400℃×60 min＋2000℃×30 min的烧结工艺下能够制备出致密的TiB2/SiC陶瓷复合材料.微米级TiO2粉比纳米级TiO2粉更有利于形成较致密的烧结复合材料.随着生成TiB2体积分数的增加（5%～20%）,复合材料中TiB2颗粒逐渐粗化,间距逐渐变小.对复合材料的烧结机理还进行了分析.     

原位碳化硅复合锆莫来石材料的制备及机理研究

通过反应烧结锆英石、氧化铝和碳黑的混合物制备了原位ＳｉＣ颗粒复合的锆莫来石材料并研究了烧结机理。结果表明：通过反应烧结可制得原位ＳｉＣ颗粒复合的锆莫来石材料;球状或椭球状的ＺｒＯ２晶粒以均匀分布和聚集体两种形式分布于ＳｉＣ、莫来石、氧化铝及玻璃相共同组成的基质中;反应烧结过程中,ＳｉＣ、莫来石的生成反应滞后于锆英石的分解反应;烧结前期以ＳｉＣ的生成反应为主,烧结后期以莫来石的形成及致密化进程为主。     

低温烧结Dy-B-Si-O系玻璃介质掺杂Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3陶瓷

采用溶胶-凝胶法制备了Dy-B-Si-O系玻璃介质掺杂Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)陶瓷粉体,并烧结成瓷。探讨了玻璃介质对BST陶瓷密度、烧结温度和介电性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、自动元件分析仪测试了BST陶瓷的显微结构和介电性能。研究结果表明,添加Dy-B-Si-O系玻璃介质降低了陶瓷烧结温度,提高了陶瓷致密度;随着Dy-B-Si-O系玻璃介质中Dy2O3组分含量的增加,介电常数增大;介电损耗先增大后减小,介电损耗最小值约为0.01,可满足在电压可调电容器上的使用要求。     

原位碳化硅复合锆莫来石材料的制备及机理研究

通过反应烧结锆莫来石、氧化铝和碳黑的混合物制备了原位ＳｉＣ颗粒复合的锆莫来石材料并研究了烧结机理。结果表明：通过反应烧结可昌原位ＳｉＣ颗粒复合的独裁晨来石；球状或椭球状的ＺｒＯ２晶粒以均匀分布和聚集体两种形式分布于ＳｉＣ、莫来石、氧化铝及玻璃相共同组成的基质中；反应烧结过程中，ＳｉＣ、莫来石的生成反应滞后于锆英 石的分解反应；烧吉前期以ＳｉＣ的生成反应为主，吉后期以莫来石的形成及致密化进程为主。     

中温烧结0.6Mg_4Nb_2O_9-0.4SrTiO_3复相陶瓷

采用传统固态反应方法制备0.6Mg4Nb2O9-0.4SrTiO3复合陶瓷。研究LiF掺杂对其烧结特性、相结构和微观形貌的的影响。通过X射线衍射(XRD)和扫面电镜(SEM)观察样品的相组成和显微结构。实验结果表明:1.5 wt%LiF添加,可将Mg4Nb2O9/SrTiO3陶瓷的致密化烧结温度从1300℃降至1100℃;XRD表明除主相Mg4Nb2O9、SrTiO3外,还有少量新相Sr(Ti1-xNbx)O3+δ生成。     

烧结与冷镦过程中铝硅共晶合金显微结构与密度的演变(英文)

采用烧结及后续的镦粗工艺制备了铝硅共晶合金块体材料,研究了烧结温度对烧结体显微结构、抗压强度及相对密度的影响。结果表明:烧结温度显著影响烧结体的显微结构和抗压强度,以临近铝硅共晶合金液相线的温度烧结时,发生了局部熔化,产生的熔融液体破坏了颗粒表面的氧化膜,颗粒之间相互黏结,形成了烧结骨架。以优化的555℃烧结,Si颗粒呈球状,抗压强度达到最佳,但相对密度未发生变化。在后续的冷镦过程中,烧结骨架及粉末颗粒均产生变形,孔隙减小,颗粒呈扁平状,相对密度达到了98%。     

SiC纳米纤维增强碳化硅陶瓷的性能

以SiC纳米纤维作为增强体,采用凝胶注模成型工艺制备碳化硅陶瓷坯体,通过反应烧结制备SiC纳米纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料;采用两种不同粒径的碳化硅粉体为原料,加入不同质量分数的SiC纳米纤维,通过丙烯酰胺聚合体系制备素坯,坯体经干燥、脱胶后渗硅烧结得到复合陶瓷。利用万能试验机和扫描电镜分析碳化硅陶瓷力学性能及显微结构。结果表明:SiC纳米纤维的加入有助于复合陶瓷力学性能的提高;SiC纳米纤维含量为12 wt%,复合陶瓷抗弯强度为267 MPa,与未加SiC纳米纤维相比提高28%。     

烧结与冷镦过程中铝硅共晶合金显微结构与密度的演变

采用烧结及后续的镦粗工艺制备了铝硅共晶合金块体材料,研究了烧结温度对烧结体显微结构、抗压强度及相对密度的影响。结果表明：烧结温度显著影响烧结体的显微结构和抗压强度,以临近铝硅共晶合金液相线的温度烧结时,发生了局部熔化,产生的熔融液体破坏了颗粒表面的氧化膜,颗粒之间相互黏结,形成了烧结骨架。以优化的555℃烧结,Si颗粒呈球状,抗压强度达到最佳,但相对密度未发生变化。在后续的冷镦过程中,烧结骨架及粉末颗粒均产生变形,孔隙减小,颗粒呈扁平状,相对密度达到了98%。     

烧结助剂对氧化铝陶瓷低温烧结的影响

氧化铝(Al_2O_3)陶瓷烧结温度较高,通过添加烧结助剂可以实现Al_2O_3陶瓷的低温烧结。对比分析了不同含量的CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO复合烧结助剂在不同的烧结温度下对Al_2O_3烧结性能的影响,得到了烧结助剂含量和烧结温度对Al_2O_3陶瓷体积收缩率、体积密度以及内部显微结构的影响规律。实验分析表明,在1 350℃的烧结温度下,添加4%(质量分数) CuO-TiO_2和MnO_2-TiO_2-MgO的烧结助剂,Al_2O_3陶瓷分别能获得高达3. 67 g/mm~3和3. 76 g/mm~3的体积密度,并且在扫描电子显微镜下观察到良好的显微结构。     

复合稀土掺杂对β-Sialon陶瓷组织与力学性能影响

分别以Y2O3+Ce2O3,Y2O3+La2O3和Y2O3+Nd2O3复合稀土作为烧结助剂,采用无压烧结工艺制备β-Sialon陶瓷.通过对三组陶瓷试样的抗弯强度和断裂韧的测试,并结合扫描电镜(SEM)和XRD进行了分析,结果表明:烧结温度1 750℃、0.1MPa N2、保温1h的条件下,其中质量分数为52.64%α-Si3N4+9.4%AlN+31.96%Al2O3+3%Y2O3+3%La2O3的β-Sialon陶瓷,其抗弯强度、断裂韧性和相对密度最高分别为483.2MPa、5.3MPa·m1/2和94.12%,且其显微结构较均匀晶粒发育较完全.     

溶胶-凝胶法制备BST/MgO陶瓷及其介电性能

为获得致密细晶、介电性能优良的BST/MgO陶瓷,采用溶胶-凝胶法制备包裹MgO粉体的BST凝胶.凝胶预烧温度为750℃,粉体烧结工艺为1300℃保温2 h.实验结果表明该方法制备出的BST/MgO陶瓷包含BST和MgO两相,无任何杂相,陶瓷晶粒生长完整且均匀,气孔呈现圆形,相对密度达92.4%,具有良好的介电性能.     

纳米溶胶对织物的抗紫外整理工艺优化

采用溶胶—凝胶法,制备了纳米TiO_2溶胶、纳米SiO_2溶胶和纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶。以织物在365nm处紫外透过率为评价抗紫外效果优劣的指标,采用正交试验法对单一纳米溶胶和纳米复合溶胶抗紫外整理工艺进行了优化。同时通过扫描电子显微镜对整理后织物表面形貌进行了表征。结果表明,当纳米复合溶胶TiO_2∶SiO_2=2∶1、烘焙温度为150℃、烘焙时间为6min时,织物在365nm处的紫外透过率最低;经纳米TiO_2/SiO_2复合溶胶整理的织物表面形成一层干凝胶膜,填补了纤维间的空隙,使织物具有良好的抗紫外性能。     

太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷的制备及抗热震性

以合成莫来石和合成堇青石为原料,采用常压烧结制备了太阳能热发电用堇青石-莫来石复相陶瓷。研究了质量比、烧结温度等对样品的吸水率、气孔率、体积密度、抗折强度及抗热震性等的影响。结果发现,最优配方是1 440℃烧结的A3样品,堇青石和莫来石质量比为7∶3,气孔率为0.30%,吸水率为0.12%,体积密度为2.487g/cm3,抗折强度达68.49MPa,抗热震循环(室温～1 100℃)30次无裂纹。通过XRD和SEM分析发现样品由低温堇青石、高温堇青石和莫来石组成。该复相陶瓷可作为潜在的太阳能输热管道材料。     

氧化铝-钛酸铝-莫来石复相陶瓷抗热震性研究

为了提高氧化铝陶瓷的抗热震性，将具有低膨胀系数的钛酸铝和莫来石加入到Al₂O₃中，通过无压烧结工艺，制备出了氧化铝-钛酸铝-莫来石复相抗热震陶瓷.结果表明，钛酸铝加入量w(Al₂O₃·TiO₂)=10%～20%、烧结温度为1 470～1 550 ℃时，陶瓷可获得较高密度.陶瓷样品能够承受1 500 ℃温差(空冷)的热震破坏.采用SEM对陶瓷进行组织结构分析，发现在基体内部形成长柱状固溶体，并呈无规分布状态.这样的显微组织有利于缓解热应力和提高强度，对提高陶瓷的抗热震性具有重要作用.同时，在基体内部存在大量的微孔和微裂纹，使材料表现出更低的热膨胀.     

单分散蛋黄状SiO_2/TiO_2球的制备及其电流变性能

以SiO_2为模板,钛酸丁酯为钛源,NaOH为刻蚀剂,模板法结合溶胶凝胶法及部分刻蚀工艺成功制备了单分散蛋黄状SiO_2/TiO_2核壳复合微球,并以其作为电流变液的分散相材料研究分散相颗粒结构的转变对电流变性能的影响。通过X-射线衍射仪,扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征手段,探讨了蛋黄状SiO_2/TiO_2核壳复合微球的逐步形成过程。电流变测试结果表明,蛋黄状SiO_2/TiO_2电流变液的电流变效应随着SiO_2内核尺寸的减小而提高,这主要是由密度变小的分散相颗粒在电场中提高的电场力所致。详细探讨了分散相颗粒密度,沉降稳定性与电流变性能三者之间的关系。结果发现:分散相颗粒密度越低,沉降稳定性越好,电流变性能更佳。