ZrO_2增韧Al_2O_3／SiCw陶瓷复合材料研究

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ（体积分数，下同）－ＺｒＯ２（摩尔分数为０．０２Ｙ２Ｏ３，记为ＺｒＯ２（０．０２Ｙ））陶瓷复合材料的力学性能及韧化机制。结果表明，在Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ陶瓷中添加ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）颗粒可使Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ材料进一步韧化和强化；室温下Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ＋０．３０ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）复合材料的断裂韧性和抗弯强度分别可达１０．８５ＭＰａ·ｍ１／２和１２０７ＭＰａ。断口形貌和裂纹扩展途径的ＳＥＭ观察和ＸＲＤ分析结果表明，复合材料的增韧机制为裂纹偏转与绕过，晶须桥接与拔出以及相变增韧，并且晶须增韧与相变增韧具有良好的叠加性     

SiC_w／Y－TZP陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增强Ｙ－ＴＺＰ陶瓷基复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明，在ＳｉＣ晶须分散均匀的情况下，晶须含量达１５ｖｏｌ％时，复合材料的力学性能优于基体材料的力学性能。当ＳｉＣｗ含量为１０ｖｏｌ％时，复合材料的强度和断裂韧性分别为１０３６．９±１５．１ＭＰａ和１４．０１±０．１６ＭＰａ·ｍ（１／２）。晶须引起的裂纹偏转、晶须拔出和由ＺｒＯ２相变引起的孪晶是该复合材料的主要增韧方式。     

LCAS SiC_w ZrO_2复合材料的力学性能及其微观结构

研究了ＬＣＡＳＳｉＣｗＺｒＯ２ 复合材料的力学性能及其微观结构．力学性能分析表明：ＳｉＣｗ 增韧和ＺｒＯ２ 相变增韧的加和性不是简单地叠加,ＳｉＣｗ 增韧提高了ＺｒＯ２ 相变增韧效果．体积分数分别为５５ ％ ,３０％ ,１５％ 的ＬＣＡＳ,ＳｉＣｗ ,ＺｒＯ２ 复合材料的断裂韧性Ｋ１Ｃ和抗弯强度σｂ 达到６－４ ＭＰａ·ｍ１／２ 和３３１－７ ＭＰａ．透射电镜（ＴＥＭ） 图象表明：复合材料中ＺｒＯ２ 起了应力诱导相变增韧作用;ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面较清晰,其宽度约１５ ｎｍ ;搭在ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面两侧的杆状ＴｉＣ 颗粒增加了界面结合强度     

SiC晶须补强ZTA（Y）陶瓷基复合材料的研究

本文将高强、高模量的ＳｉＣ晶须引入以Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２（ｔ）相变增韧Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料［即ＺＴＡ（Ｙ）］中．研究了不同晶须含量对复合材料的抗弯强度和断裂韧性的影响．实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料的强度和韧性，体积含量为２０％的ＳｉＣ晶须的复合材料性能可达：σｂｂ＝８３０ＭＰａ，Ｋｉｃ＝９．８ＭＰａｍ１／２．通过与ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３复合材料系统的比较分析，认为ＳｉＣｗ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料中，由于热膨胀系数差异所产生的基体中的张应力可由诱导ＺｒＯ２（ｔ）的马氏体相变来缓解，其中存在着相变增韧和晶顺补强的双重强韧化机制     

ZrO2／TiN／Al2O3复合材料的力学性能与增韧机理

本文热压烧结制备了ＺｒＯ２／ＴｉＮ／Ａｌ２Ｏ３复合材料。用ＳＥＭ、ＴＥＭ观察了复合材料表面抛光组织、断口形貌、裂纹扩展和微观结构。研究了ＺｒＯ２含量对复合材料的力学性能的影响。当ＺｒＯ２含量增加到２０ｗｔ％时，弯曲强度σｆ和断裂韧性ＫＩＣ最高可达９８９ＭＰａ和１０．８４ｍＭＰａ．ｍ＾１／２。实验结果及分析表明，ＺｒＯ２／ＴｉＮ／Ａｌ２Ｏ３复合材料的增韧机理主要为ＺｒＯ２相变、裂纹偏转及ＴｉＮ颗粒弥     

碳化硅、氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷的研究

在纳米氧铝粉中加入碳化硅晶须和纳米氧化铝粉，通过烧结得到细晶的氧化铝基复相陶瓷，达到了提高氧化铝陶瓷断裂韧性的目的．研究了Ｎａｎｏ－Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ（ｗ）、ＺｒＯ２复相陶瓷的烧结温度、晶粒尺寸、ＳｉＣ（ｗ）含量等对细晶Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷材料断裂韧性的影响．采用纳米Ａｌ２Ｏ３粉，可使烧结温度大幅度下降，在１６００℃即可得到致密的细晶陶瓷材料．ＳｉＣ（ｗ）质量分数ｗ为１８％时可以得到较高的断裂韧性值，ＫＩＣ＝６．９６ＭＰａ·ｍ１／２．晶须增韧的机理仍然是晶须的拔出和断裂．加入ＺｒＯ２后，利用ＺｒＯ２的相变增韧的效果，可以使Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料的断裂韧性进一步提高．     

纳米ZrO_2颗粒强韧MoSi_2基复合材料

研究了热压纳米ＺｒＯ２粒子强韧ＭｏＳｉ２基复合材料的显微结构与力学性能，初步探讨了纳米ＺｒＯ２粒子的增韧补强机制．结果表明，复合材料的室温断裂韧性有了较大的提高，ＫＩｃ达到５．７９ＭＰａ·ｍ１／２．ＳＥＭ观察表明纳米ＺｒＯ２粒子既分布于基体材料的晶界同时也存在于晶粒内部，断口形貌呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特征．复合材料的韧化效应是由ＺｒＯ２粒子引起的相变韧化、晶粒桥接以及裂纹偏转等机制的综合作用．     

热压烧结制备晶须补强复合材料

通过热压烧结成功地制备了高致密度的ＳｉＣｗ晶须补强ＣＭＡＳ玻璃陶瓷基复合材料．ＳｉＣｗ晶须经超声波分散以后,加入到已球磨好的ＣＭＡＳ粉末与有机添加剂的浆料中,搅拌得到ＳｉＣｗ分散均匀的混合浆料．含有机添加剂的浆料在较低的压力下（２．３７ｋＰａ）挤压通过微孔（＝２５０μｍ）,获得ＳｉＣｗ晶须分散均匀并高度取向的纤维状生坯．含晶须２０％的ＣＭＡＳ通过无压烧结,烧结后样品相对密度仅达８０％．但是通过热压烧结就可制备出相对密度达９４．２％的复合材料．     

O'-Sialon-ZrO2-SiC复合材料的合成热力学分析及其制备

在分析、绘制Ｓｉ－Ｏ－Ｎ三维立体参数状态图基础上,采用纯原料合成了Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料．对实验结果用ＸＲＤ、ＴＥＭ进行分析,验证热力学分析的可靠性．结果表明,Ｏ’－Ｓｉａ－ｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料中,主晶相Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ彼此之间构成网络状结构,ＺｒＯ２和ＳｉＣ颗粒弥散于编织状结构的孔隙中,起强化作用     

Y－TZP和氮气压力对GPSSi_3N_4性能的影响

本文研究了Ｙ－ＴＺＰ（３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）和氮气压力对ＧＰＳＳｉ３Ｎ４陶瓷材料的烧结性能和力学性能、相组成及微观结构的影响，添加５ｗｔ％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％、２０ｗｔ％Ｙ－ＴＺＰ的氨化硅复合材料在１７７０～１８００℃，氮气压力分别为１ＭＰａ、２ＭＰａ、３ＭＰａ下烧成，获得相对密度＞９５％的烧结体。实验结果表明：添加＜１０ｗｔ％的Ｙ－ＴＺＰ及增大氮气压力有利于改善氰化硅陶瓷材料的烧结性能；Ｙ－ＴＺＰ可提高Ｓｉ３Ｎ４基体的断裂韧性，添加１５ｗｔ％ＴＺＰ的Ｓｉ３Ｎ４材料断裂韧性可达８．３３ＭＰａｍ１／２，与基体相比提高３０％，微裂纹增韧和第二相粒子增韧为主要增韧机理．     

甲醇催化脱氢制甲酸甲酯反应中Cu－ZrO_2／SiO_2催化剂的特性

考察了常压和２７０℃时甲醇催化脱氢制取甲酸甲酯反应中Ｃｕ－ＺｒＯ２／Ｓｉ４和Ｃｕ－ＺｒＯ／ＳｉＯ４催化剂的活性和选择性，并对催化剂进行了表征．结果表明，Ｃｕ－ＺｒＯ／ＳｉＯ４催化剂的反应性能优于Ｃｕ－ＺｒＯ／ＳｉＯ２催化剂．Ｘ射线衍射分析表明，零价铜是催化活性中心．差热分析表明，ＺｒＯ２的加入缓和了Ｃｕ（ＮＯ３）２的热分解过程．程序升温还原实验表明，加入ＺｒＯ２后，降低了ＣｕＯ的还原温度．根据上述实验结果，解释了ＺｒＯ２的助催化作用．     

Al_2O_3／nano－SiC复相陶瓷力学性能及显微结构

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷的力学性能及显微结构。研究表明,纳米ＳｉＣ的引入显著地改善了材料的力学性能,在ＳｉＣ添加体积分数为１０％时,Ａｌ２Ｏ３／ｎａｎｏ－ＳｉＣ复相陶瓷抗弯强度σｆ达峰值为８６９ＭＰａ,断裂韧性ＫＩｃ也达峰值为６．７ＭＰａ·ｍ０．５,比纯Ａｌ２Ｏ３基体材料分别提高１３８％和８１％。ＴＥＭ观察表明：纳米ＳｉＣ晶粒主要存在于Ａｌ２Ｏ３基体晶粒内部,形成独特的“晶内型”结构。当受外力作用时,既能因弥散的纳米颗粒诱发穿晶断裂,且穿晶断裂时,还能因晶内存在第二相颗粒而引起裂纹偏转,起到增强增韧作用。     

O‘—Sialon—ZrO2—SiC复合材料的合成势和学分析及其制备

在分析、绘制Ｓｉ－Ｏ－Ｎ三维立体参数状态图基础上,采用纯原料合成了Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料,对结果用ＸＺＲＤ、ＴＥＭ进行分析,验证热力深 可靠性,结果表明：Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料中,主晶相Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ彼此之间构成网络状态结构,ＺｒＯ２和ＳｉＣ颗粒弥散于编织状结构的孔隙中,起强化作用。     

MoSi2／SiC复合材料的致密化及其组织结构

用二次热压工艺改善了ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ复合材料致密度，热压复合材料相对密度可达到理论密度的９２％，用ＳＥＭ和ＳＲＤ对热压复合材料组织结构的研究表明，热压复合组织为ＭｏＳｉ２基体上弥散分布着ＳｉＣ颗粒。     

ZTM／SiCp陶瓷的微波烧结研究

用微波烧结成功ＺＴＭ／ＳｉＣｐ三相复合陶瓷,ＳｉＣ含量达到３０ｖｏｌ％．提出“热过冲自我抑制”的思想．利用Ａｌ２Ｏ３＋ＳｉＯ２→Ｍｕｌ反应在微波烧结ＺＴＭ／ＳｉＣｐ陶瓷中实现了“热过冲自我抑制”．提出临界电场强度Ｅ＊可作为判断是否会出现“热过冲”的判据．埋粉是调节微波场强的有效手段．ＳｉＣ在低含量范围内有促进烧结的作用．     

SiC/Al_2O_3/Al-Si 复合材料的组织结构和性能

通过Ｘ－射线衍射、光学显微检验和扫描电子显微镜观察，研究了由Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ合金高温直接氧化形成的ＳｉＣ／Ａｌ２Ｏ３／Ａｌ－Ｓｉ复合材料的相组成和显微结构，分析了工艺参数和材料显微结构对其力学性能的影响。实验结果表明，材料抗弯强度可高达５００ＭＰａ、断裂韧性达５．０８ＭＰａ·ｍ１２，致密度高达９８．４１％。     

SiC_w／ZTA（Y）陶瓷基复合材料断裂特性的研究

本文研究了一种新型的陶瓷基复合材料－ＳｉＣ晶须补强ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷材料的断裂特性．分析表明，复台材料基体以解理断裂为主，沿晶断裂出现在晶粒粗大的场合．断裂过程中发生了ＺｒＯ２（ｔ）→ＺｒＯ２（ｍ）的马氏体相交．断裂时晶须的拔出是明显的，晶须引入基体的张应力将使裂纹扩展途径更为曲析，这都将有利于复合材料断裂韧性的增加．     

细晶氧化铝瓷研究

实验研究ＣａＯ－ＭｇＯ－ＳｉＯ２熔块对Ａｌ２Ｏ３瓷烧结的作用结果表明：在２０％ｗｔ％ＣａＯ，３０ｗｔ％ＭｇＯ，５０ｗｔ％ＳｉＯ２区域附近的熔块能很好地促进Ａｌ２Ｏ３瓷的低温烧结；除了第２相对晶界的钉扎作用以及固溶作用外，ＭｇＯ在烧结中的作用能维持ＣａＯ／ＳｉＯ２比，即维持烧结系统中的液相量；Ｌａ２Ｏ３，Ｓｍ２Ｏ３能使Ａｌ２Ｏ３瓷的烧结温度下降大约３０℃，其表面显微结构也有所改善。     

SiC长纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的研究

采用涨浆浸渍热压工艺制备ＫＤ－１ＳｉＣ长纤维增强玻璃陶瓷其复合材料。研究烧结温度和纤维体积分数对复合材料力学的影响。ＳｉＣｆ／ＢＡＳ复合材料的抗弯强度和断裂韧性最大达到４９４．１ＭＰａ和１８．２８ＭＰａ．ｍ＾１／２,ＳｉＣｆ／ＭＡＳ复合材料的抗弯强度和断裂韧性最大达到５３８．７ＭＰａ和１６．７０ＭＰａ．ｍ＾１／２。结合试样的断口形貌和抗载荷－位移曲线分析了复合材料的失效方式。     

碳陶瓷复合材料抗氧化性能研究

将ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等碳化物陶瓷粉末与碳粉混合，采用热压烧结工艺制备碳陶瓷复合材料。对碳质量分数ｗＣ分别为０．１，０．２，０．３，０．４，０．５的５种碳陶瓷复合材料，在８００℃、１０００℃和１３００℃高温空气中的氧化性能进行了研究。结果表明，碳陶瓷复合材料在ｗＣ＜０．２时，抗氧化性很好；在ｗＣ＞０．３时，氧化速率加快。氧化后试样表面的ＸＲＤ谱和ＳＥＭ下的微观结构研究表明，氧化过程中碳陶瓷复合材料晶粒表面形成了ＳｉＯ２和Ｂ２Ｏ３固溶体薄膜，阻止了材料的进一步氧化。