高温等静压烧结碳化硅基复相陶瓷的强化与增韧

本文通过Si₃N₄、TiC及SiC晶须补强SiC基复相陶瓷的高温等静压烧结,研究了复相陶瓷的显微结构与力学性能,探讨了晶须及第二相颗粒对复相陶瓷的强化与增韧机理．结果表明,不同的补强颗粒及晶须在基体中的作用也不同,Si₃N₄的引入将在基体与第二相颗粒之间产生径向压应力,阻碍裂纹的扩展,TiC的引入将在基体与第二相颗粒之间产生径向张应力,诱导裂纹的偏转;SiC晶须的引入也将产生阻碍裂纹扩展的机制,从而达到SiC基复相陶瓷强化与增韧,改善其力学性能．     

原位增韧SiC-YAG复相陶瓷的致密化

以β－ＳｉＣ粉加入少量作为晶种的α－ＳｉＣ为起始原料,通过高温热处理过程中的相变和长柱状晶粒生长来制备原位增韧ＳｉＣ基复相陶瓷;调整埋烧工艺控制高温热处理过程中液相挥发和保持稳定的化学计量比,以保证上全部晶化为ＹＡＧ相,着重解决了长柱状晶粒生长过程中的致密化。发现在完全形成紧密的网络状结构之前,长柱状晶粒的形成可能延缓致密化速率,但不会由此中止致密化过程。通过调整热处理条件,制备得到了完全致密化（     

高温等静压后处理液相烧结SiC陶瓷的强化与增韧机理

研究了高温等静压（ＨＩＰ）后处理对液相烧结ＳｉＣ陶瓷的强化与增韧机理。通过讨论ＨＩＰ后处理对材料显微结构与力学性能的影响,建立了实验模型,深入分析了ＨＩＰ氮化后处理通过中,起主导作用的物理化学过程,并将此过程分为Ｎ２的扩散、表面氮化反应及进一步的致密化三个阶段。结果表明,ＨＩＰ后处理通过受液相烧结ＳｉＣ陶瓷显微结构的影响非常显著,当ＳｉＣ的液相烧结温度较低,晶粒尺寸较小时,将有利于Ｎ２沿ＳｉＣ晶界     

CVD法合成的无定型纳米粉体的晶化

以六甲基二硅氨烷（ＨＭＤＳ）为原料,采用ＣＶＤ方法,在不同温度下合成的粉体,经ＸＲＤ测定,确定为无定型．经不同温度晶化处理后,发现１０００℃时合成粉体随着晶化温度的提高,颗粒长大并变长,接近哑铃状．经１５００℃晶化处理后,颗粒呈晶须状,而经１６００℃处理后才完全晶化．１４００℃合成的粉体则随着晶化处理温度的提高,局部的颗粒长大,温度愈高,长大的颗粒愈多．经１５００℃晶化处理后,从ＸＲＤ,ＴＥＭ及ＨＲＥＭ可以看出粉体全部晶化,颗粒的结晶已非常完整,晶格网络清晰可见,颗粒度约为２０—４０ｎｍ,外表面有一层１—２ｎｍ的膜包裹．     

网眼多孔陶瓷浸渍成型工艺的研究

采用一种具有三维网状结构和连通气孔的氨酯海绵作为骨架来制备网眼多孔陶瓷．采用一种亲水憎水平衡值（ＨＬＢ）＞１２的表面活性剂溶液对海绵体孔筋表面进行改性处理,改善了海绵与水基浆料之间的粘附性,增加了浆料涂覆量．研究了浆料固含量、有机泡沫体网眼大小、对辊间距和挤压次数对浆量涂覆量及结构均匀性的影响．结果表明：浆料固含量和对辊间距是影响涂覆量及结构均匀性的最主要因素．还发现网眼烧结体的相对密度与相对对辊间距具有很好的线性关系,这为预测和优化材料的渗透率及机械强度提供了一定的依据．     

氮化硅针晶的分离研

结合氮化硅浆料的悬浮性能,提出了液相分离针晶的新方法。测出了粉体的zeta电位。探讨了pH值和分散剂的含量对浆料的悬浮性能的影响,并对浆料做了沉降分析。结果表明,当DarvanC的含量为0.15wt%,pH值为10时,浆料的性能满足分离要求。SEM显示,分离后,针晶中已经基本没有球状颗粒。     

高强空心粒子增韧增强陶瓷材料

提出采用高模量高强度空心粒子增韧增强陶瓷材料的陶瓷基体裂纹尖端钝化增韧的新机制。力学分析表明,采用高模量空心粒子能够同时增韧增强陶瓷材料,裂纹尖端应力的释放提高了材料的断裂强度;陶瓷材料中裂纹在空心粒子的空心处发生钝化继而再次形核扩展,从而提高了材料的韧性,上述观点在热压ＴｉＣ／ＴｉＢ２／ＭｏＳｉ２复合材料中得到初步证明。     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／ＴＩ５Ｓｉ３纳米复合材料的显微结构,实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ５Ｓｉ２复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳米粒子,ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ５Ｓｉ３晶粒的晶界上存在原子台阶,复合材料还含有少量Ｔｉ３ＳｉＣ２相,这些Ｔｉ３ＳｉＣ２相主要呈棒状分布在Ｔｉ５Ｓｉ３基体中,另有少量ＴｉｅＳｉＣ２相位震大的ＴｉＣ晶粒内。     

Cr2O3涂层/SiC块体在水润滑下的磨损机制和润滑状态

本文以等离子喷涂Cr2O3涂层和SiC块体组成摩擦副，考察其在水润滑条件下的摩擦磨损性能，应用SEM、XPS等技术观察和分析了磨痕和磨屑的形貌、元素分布和物相组成．目的是揭示该摩擦副在不同工况条件下的磨损机制和润滑状态．结果表明：Cr2O3涂层／SiC块体摩擦副的摩擦系数和磨损系数都非常小；Cr2O3涂层的磨损机理为气孔边缘的微断裂和塑性变形；SiC的磨损表现为摩擦化学反应生成SiO2及SiO2在水中的溶解．Cr2O3涂层和SiC块体的磨损对载荷和速度的稳定性较好．摩擦副在高载荷低速时处于边界润滑状态，在低载荷或高速情况下处于部分弹流润滑状态．     

原位生成TiC/Ti5Si3纳米复合材料的显微结构研究

研究了原位生成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３纳米复合材料的显微结构．实验结果表明,以ＳｉＣ和Ｔｉ 为原料,通过反应热压工艺可以原位合成ＴｉＣ／Ｔｉ_５Ｓｉ_３复合材料,其中的大部分ＴｉＣ粒子为纳 米粒子．ＴｉＣ晶粒与Ｔｉ_５Ｓｉ_３晶粒的晶界上存在原子台阶．复合材料还含有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相．这 些Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相主要呈棒状分布在Ｔｉ_５Ｓｉ_３基体中,另有少量Ｔｉ_３ＳｉＣ_２相位于大的ＴｉＣ晶粒内．