维氏压痕对常压固相烧结碳化硅陶瓷材料力学性能的影响

为了研究维氏压痕裂纹对常压固相烧结碳化硅陶瓷(SSiC)材料力学性能的影响, 通过扫描电镜观察了0.1~100 N的压痕载荷下产生的表面裂纹及裂纹剖面的状况, 并测试了相应载荷下的力学性质, 探讨了压痕法测量SSiC材料硬度、韧性等力学性质的适当压力载荷. 结果表明, SSiC材料压痕裂纹起始的临界压力载荷介于0.1~0.2 N; 当压痕载荷小于0.5 N时, 裂纹尺寸小于5 μm, SSiC材料的平均弯曲强度受影响程度较小. 此外, 当压痕载荷为10 N以上时, 压痕法测得的维氏硬度值趋近定值, 且所得到的裂纹是半圆形裂纹, 因此, 10 N为采用压痕法准确测量SSiC材料硬度及韧性的最低压痕载荷值.     

添加Mg-Al-Si体系烧结助剂的氮化硅陶瓷的无压烧结

以MgO-Al2O3-SiO2体系作为烧结助剂,研究了氮化硅陶瓷的无压烧结。着重考察了烧结温度、保温时间以及烧结助剂用量等工艺因素对氮化硅陶瓷材料力学性能和显微结构的影响,通过工艺调整来设计材料微观结构以提高材料的力学性能。在烧结助剂质量分数为3.2％的情况下,经1 780℃,3 h无压烧结,氮化硅大都呈现长柱状β-Si3N4晶粒,具有较大的长径比,显微结构均匀。样品的相对密度达99%,抗弯强度为956.8 MPa,硬度HRA为93,断裂韧性为6.1 MPa·m1/3。具有较大长径比晶粒构成的显微结构是该材料表现较高力学性能的原因。     

Synthesis and Characterization of Cerium-Doped Lutetium Aluminum Garnet Phosphors by Nitrate-citrate Sol-Gel Combustion Process

Nanosized cerium-doped lutetium aluminum garnet （LuAG：Ce） phosphors were prepared by nitrate-citrate solgel combustion process using 1：1 ratio of the citrate：nitrate. The prepared LuAG：Ce phosphors were characterized by XRD, TEM, photoluminescence and radioluminescence spectra excited by UV and X-ray, respectively. The purified crystalline phase of LuAG：Ce was obtained at 900 ℃ by directly crystallizing from amorphous materials. The resultant Lu- AG：Ce phosphors were uniform and had good dispersivity with an average particle size of about 30 urn. Both photoluminescence and radioluminescence were well-known Ce^3＋ emissions located in the range of 470 -600 nm consisting of two emission bands because of the transition from the lowest 5d excited state （2D） to the 4f ground state of Ce^3＋, which matched well with the sensitivity curve of the Si-photodiode. There was a little red shift for the emission components from the UV-excited emission spectrum to the X-ray-excited emission spectrum. The fast scintillation decay component of 26 ns satisfies the requirements of fast scintillators.     

酸洗处理对氮化硅浆料粘弹性的影响

在酸洗处理工艺有效改善氮化硅浆流动性的研究基础上,本工作通过通过动态振范测量的方法了酸洗处理前后氮化硅浆料粘弹性的变化规律。结果表明：随着氮化硅浆料固相含量的提高,线性粘弹区的范围逐渐减小,相应的弹性储能模量Ｇ＇值增大,经酸洗处理的浆料的线性粘弹区扩大,相应的弹性储能模量Ｇ＇值大幅度减小。随着浆料固相含量的提高,体系的粘弹疚逐渐增大,特征频率ωｃ逐渐减小体系由粘性逐渐转人继弹性。酸洗处理的氮化硅浆     

(TiB2,TiN)-Si3N4基复合材料的性能及显微结构

研究第二相粒子的引入对氮化硅陶瓷材料性能和显微结构的影响,结果发现：ＴｉＮ粒子的引入;对材料能起到协同增韧的作用,而ＴｉＢ２粒子由于与氮化硅颗粒表面的ＳｉＯ２发生反应,导致复合材料不致密,引起力学性能下降。     

硼化锆基超高温陶瓷材料的研究进展

由于在极端环境中具有优异的物理化学性能,超高温陶瓷成为未来高超声速飞行和可重复使用运载飞船领域最具前途的候选材料之一。本文对硼化锆基超高温陶瓷材料粉体合成、烧结致密化和高温热机械性能(主要为抗氧化和抗烧蚀性能)研究方面作了综合评述,对材料研究和应用方面存在的问题作了初步总结,期望能够为推动超高温陶瓷材料的实际应用起到一定的指导意义。     

碳化硅在乙醇水溶液中的分散性

以水和酒精的混合物为碳化硅粉体的分散溶液,研究了碳化硅粉体在乙醇水溶液中的分散性.结果表明碳化硅能够很好地分散在乙醇的水溶液中,特别是当pH值在9～10之间的碱性条件下分散效果最佳另外以聚乙二醇作为分散剂来改善碳化硅在乙醇水溶液中的分散性,实验证明聚乙二醇的加入可以改善碳化硅在乙醇水溶液中的分散性;同时通过热重和差热法来测量聚乙二醇在碳化硅表面的吸附量,研究发现聚乙二醇在碳化硅表面的吸附量随着pH值的增大而下降,在较高pH值下大多数的PEG仍然存在于溶液中;由此得到的稳定固含量为40%(质量分数)浆料经喷雾造粒而得到的粉料化学成分均匀,流动性较好.     

挤出成型碳化硅陶瓷的力学性能和显微结构

以羟丙基甲基纤维素（HPMC）作为有机塑化剂, 采用挤出成型工艺常压烧结制备碳化硅陶瓷管材, 系统研究了羟丙基甲基纤维素含量对陶瓷管材性能的影响以及不同温度制度下碳化硅陶瓷显微结构变化. 研究结果表明, 陶瓷管材坯体的平均径向抗外压强度随着HPMC含量的增加呈增加趋势, 当HPMC含量为7.5wt％时达462MPa; 2200℃保温1h烧结陶瓷管材的致密度随着HPMC含量的改变没有明显的变化. 采用两步烧结法得到的碳化硅管材体积密度从3.00g/cm³增加到3.07g/cm³, 平均径向抗外压强度达540MPa, 致密度可达95.9%. 抛光面经化学腐蚀后的显微结构表明碳化硅颗粒出现异常长大, 有部分板状晶粒出现.     

直接凝固注模成型氮化硅陶瓷

直接凝固注模成型是一种新颖的原位凝固成型工艺,特别适合于复杂形状陶瓷部件的成型．通过粉体的表面改性、浆料ｐＨ值的调节以及引入高效分散剂等途径制备出了低粘度高固含量的氮化硅浆料,通过直接凝固注模成型可以获得适当的素坯密度和强度．坯体气孔分布均匀,为较窄的单峰分布,断口光滑平整,坯体各部位密度具有很好的均匀性．在相对较低的烧结温度下（１７５０℃）,成型坯体经过无压烧结可达到理论密度的９８％,基本实现致密化．烧结体结构均匀,晶粒均匀生长,发育良好．经１８００℃烧结２ｈ后,抗折强度达７５８．４ ＭＰａ,断裂韧性为６．３ＭＰａ·ｍ^１／２．     

氮化硅浆料的胶体特性研究

本文研究了Si3N4浆料的胶体特性,结果表明:Si3N4悬浮粒子的等电点(isoelectric point,简称IEP)在pH=4.2处.分散介质的离子强度影响Si3N4粒子的Zeta电位.分散剂的引入有效地提高Si3N4粒子的Zeta电位,并引起IEP的位移.粉体经不同工艺的预处理后IEP均发生不同程度的位移.X光电子能谱(XPS)分析表面组成发现其IEP的位移与Si3N4粉体表面的氧化程度有关.同时,对Si3N4浆料在不同条件下的分散性进行了考察,表明其分散性与胶体特性具有很好的一致性.