纳米Ni对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

在烧结温度为1400℃、升温速率为20℃/min、保温时间为60 min的工艺条件下,采用真空热压烧结技术制备Ti/Al2O3金属陶瓷复合材料。研究掺加纳米Ni对材料力学性能的影响及强韧化机理。结果表明,纳米Ni的添加可以有效抑制Ti-Al2O3之间的界面反应,提高材料的力学性能,改善材料的物相组分;当掺入Ni的体积分数为3%时,材料的致密度为98.91%,弯曲强度为384.27 MPa、断裂韧性为8.02 MPa·m1/2、显微硬度为16.16 GPa。     

Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料力学性能的影响

为了改善ZrO2陶瓷材料的综合力学性能,探讨了添加不同粒径和含量的Al2O3粉末对ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料微观结构和力学性能的影响.采用真空热压烧结工艺制备了ZrO2纳米复合陶瓷材料,烧结温度为1 450℃,热压压力为30MPa,保温1h.结果表明:微米Al2O3粉末的体积分数为10%时,ZrO2-TiB2-Al2O3纳米复合陶瓷材料的抗弯强度最高,可达743MPa;添加纳米Al2O3粉末对材料的韧性提高明显,最高可达11.37MPa.m1/2,但不同粒径的Al2O3粉末对材料的硬度影响则不明显,材料的硬度随Al2O3含量的增加而增加.     

Ni对MF/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

在不同烧结温度下,研究不同掺量Ni对莫来石纤维(MF)/Al2O3复合材料力学性能的影响规律,借助SEM和EDS等测试手段,分析Ni的掺入使MF/Al2O3复合材料力学性能改善的机理。结果表明,当Ni质量分数=12.5%,烧结温度为1 450℃时,Ni-MF/Al2O3复合材料抗弯强度为870.769 MPa,断裂韧性为9.51 MPa.m1/2,韦氏硬度达到11.59 GPa,相对密度为92.5%;Ni和莫来石纤维对复合材料的复合增韧效果,主要表现为金属塑性变形穿晶断裂和细化晶粒,纤维拔出、脱黏,烧结温度高时Al2O3晶粒细小,显微结构更为致密。     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的微波烧结

以纳米WC-10Co复合粉末、YSZ纳米粉末、Al2O3亚微粉末与工业Ni粉为原料,采用微波烧结＋热等静压处理制备性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,研究微波烧结、微波烧结＋热等静压处理对Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷的组织结构和力学性能的影响。研究结果表明：WC-10Co（10%,质量分数）,YSZ（30%）,Al2O3（55%）与Ni（5%）复合粉末高能球磨后,经过微波烧结＋热等静压处理,可以得到平均晶粒度小于1.5μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷,其相对密度为98.4%,洛氏硬度为HRA 94.0;微波烧结＋热等静压可以有效地消除微波烧结造成Al2O3/WC-10Co/ZrO2/Ni金属陶瓷中的孔隙,提高复合材料的密实度和力学性能,而且金属陶瓷的晶粒基本没有异常长大。     

碳化硅陶瓷的放电等离子烧结

采用添加了Al2O3和Y2O3助烧剂的碳化硅微粉为原料,通过放电等离子烧结(SPS)技术快速制备了碳化硅陶瓷. 分析了材料致密化过程,并重点研究了烧结工艺参数对材料致密度和力学性能的影响规律. 结果表明,当SPS工艺参数的烧结温度和压力分别为1600℃和50MPa时,经过5min的烧结,碳化硅陶瓷的致密度可达到99.1%,硬度为HV 2550,断裂韧性达8.34MPa·m1/2,弯曲强度达684MPa.     

SiC/YAG陶瓷复合粉体的烧结行为和力学性能

研究了分别利用共沉淀法和机械混合法制备的两种SiC/(Al2O3+Y2O3)复合粉体的烧结行为、力学性能、YAG分布及相组成·结果表明,共沉淀法制备的复合材料YAG相分散均匀、反应完全、烧结致密化温度比机械混合方法低约100℃,并具有较高的强度和相对体积质量·在1750℃烧结30min,共沉淀法得到的SiC/YAG陶瓷相对体积质量为988%,抗弯强度为553MPa,硬度为239GPa·     

基于机械混合法无压烧结制备ZrB2/B4C陶瓷复合材料

研究无压烧结条件下原位合成工艺对ZrB2/B4C陶瓷复合材料的烧结致密化、力学性能、显微组织的影响.结果表明:材料的密度随着烧结温度的增加和保温时间的延长先增加后降低,在烧结温度2060℃,保温30min时,ZrB2/B4C复合材料的相对密度可达93.2%;材料的硬度随着温度的升高而增大,在2070℃时达到最大值;材料的断裂韧性则随着温度的升高呈现下降趋势,从2000℃时的4.04MPa·m1/2下降到2060℃时的2.36MPa·m1/2.     

保温时间对17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷性能的影响

采用热压烧结工艺制备铝电解用17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷惰性阳极材料,研究保温时间对其致密度、力学性能、导电性能以及断口形貌的影响。研究结果表明:保温时间对17Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料的致密度、硬度以及导电性能影响不大,但对材料的抗弯强度与抗热震性有一定影响,当保温时间由10 min延长到40 min时,金属陶瓷材料的抗弯强度从84.61 MPa提高到125.89 MPa,抗热震性也提高10.22%,但保温时间过长反而使抗弯强度和抗热震性降低。此外,当保温时间为20 min时,金属陶瓷材料的综合性能力学性能及导电性最好。     

Al2O3颗粒强化Ni3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末，并用放电等离子烧结技术，将Ni3Al／Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h．即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min．就可以烧结成相对密度约为99％的较致密的复合材料烧结体。     

活化烧结工艺制备Ni-Cr/BN自润滑复合材料

以羰基Ni粉、Cr2O3和C粉为原料,添加六方BN（h-BN）作为固体润滑剂,采用粉末冶金活化烧结工艺制备Ni-Cr基自润滑材料（Ni-Cr／BN）。研究烧结温度、升温速度和保温时间对材料性能的影响,利用X射线衍射仪、金相显微镜、摩擦试验机和硬度计分析和测定材料的物相组成、显微组织、材料的摩擦磨损性能和硬度。研究结果表明：Ni-Cr／BN复合材料是以Ni-Cr合金作为基体,以Ni与Ni3B的低熔点共晶组织（熔点1097℃）作为粘结相;于1100℃保温1h可以制备孔隙度高达48％的Ni-Cr／BN材料,其布氏硬度为18,抗拉强度为24．8MPa,磨损率为74．4gg／min,平均摩擦因数为0．266。     

Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷的制备与性能

以WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米粉末与Al2O3亚微粉末为原料,采用热压烧结制备了性能优良的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷.分别在1380,1450和1500℃烧结温度下制备Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,通过考察烧结体的断裂韧性、洛氏硬度、密度、磁滞回线和断口形貌,研究了烧结温度对WC-10Co纳米复合粉末、YSZ纳米陶瓷粉末与Al2O3亚微粉末的复合粉末烧结性能的影响.确定合理的Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷烧结温度为1450℃.结果表明,质量分数为50%的WC-10Co纳米复合粉末、10%的YSZ纳米陶瓷粉末与和40%的亚微Al2O3粉末的复合粉末经过48h的高能球磨后,再经过1450℃热压烧结,可以得到晶粒尺寸小于1μm的整体性能较好的亚微Al2O3/WC-10Co/ZrO2金属陶瓷,其相对密度为97.5%,断裂韧性为7.4468MPa·m1/2,硬度为HRA 94.0.     

纳米Al_2O_3对氧化铝陶瓷力学性能及微观结构的影响

研究不同含量的纳米Al2O3对氧化铝陶瓷力学性能的影响;利用SEM观察材料的微观组织结构.实验结果表明:氧化铝陶瓷的相对密度、抗弯强度和断裂韧性随着纳米Al2O3粉含量的增加呈先增大后减小的趋势.当纳米Al2O3粉的质量分数为30%,烧结温度为1450℃时,氧化铝陶瓷微观组织细化均匀,氧化铝陶瓷的相对密度达到96.98%,抗弯强度和断裂韧性分别达到了412.61MPa和3.96MPa·m1/2.     

CH4三自热重整制合成气催化剂的制备与性能

以稀土氧化物(CeO2、La2O3)为助剂对Ni/类水滑石催化剂进行改性,用于CH4三自热重整反应,旨在改善催化剂的活性和稳定性。以共沉淀法先制得铈(镧)掺杂的镁铝类水滑石(LDHs),焙烧后再以浸渍法负载镍活性组分得到Ni/LDHs前驱体,再焙烧得到NiO/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂。用ICP-AES进行Ni、Mg、Al元素分析,BET法测试催化剂比表面积,XRD表征催化剂物相,H2-TPR表征催化剂活性中心。考察了原料气组成为n(CH4)∶n(CO2)∶n(H2O)∶n(O2)=1∶0.5∶1.8∶0.1时催化剂在750℃、0.1MPa条件下CH4三自热催化重整的稳定性及积炭性能。结果表明,制得的Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂中,Ni组分以NiO形式存在于催化剂表面,能降低催化剂还原活化温度;在催化剂中掺杂CeO2(La2O3)对其活性有一定程度的调控作用,且能够很好地改善催化剂的抗积碳性能;当Ni的质量分数为10%、Al与Mg的质量比为1.7时,催化活性较好,750℃、0.1 MPa时,CH4转化率达到92.3%,CO2转化率达到98.3%;反应100 h后,Ni/CeO2(La2O3)-MgO-Al2O3催化剂上的CH4转化率仍可维持在75%以上。     

Sm2O3掺杂Ce2O3的加入量对YBa2Cu3O7-δ界面性能的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有稳定性高、寿命长、污染低等优点,是二十一世纪的绿色能源之一。当前SOFC阴极通常采用掺杂的ABO3钙钛矿型材料。这类材料在高温下具有较高的导电率和催化活性,但中温化是SOFC的趋势,高温下常用的La(Sr)MnO3阴极材料在中温下性能下降,不能满足中温下电导率的要求。本论文尝试采用柠檬酸燃烧法来制备YBa2Cu3O7-δ,并在YBCO中加入一定量的Sm2O3掺杂的Ce2O3(SDC)作为SOFC的阴极材料,通过对阻抗分析,研究了SDC掺杂量、烧结温度等对该阴极材料性能的影响。实验结果表明:随着SDC的掺杂量x(0≤x≤50%)和烧结温度的升高,阴极材料的界面阻抗减小。在SDC的掺杂量为50%时,且在800℃下烧结得到的烧结体界面阻抗最小,其界面比电阻仅为0.1353ohm/cm2(800℃),这标志着掺杂SDC的YBCO作为中温固体氧化物燃料电池的阴极材料时非常具有发展前景的。     

微波烧结Y2O3-ZrO2陶瓷的特异性

用微波和常规方法烧结了Y2O3掺杂量为2%(摩尔分数)的ZrO2陶瓷(2Y-TZP陶瓷).用X-射线衍射法(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观测了材料的相组成和显微结构,同时研究了材料的致密性和力学性能.结果表明尽管微波烧结的样品平均晶粒尺寸比临界晶粒尺寸大很多,但其四方相的含量却比常规烧结的样品多;微波烧结的2Y-TZP陶瓷抗弯强度较高.     

微波烧结法制备Fe2O3掺杂0.55PNN-0.45PZT压电陶瓷及性能

微波烧结是一种新型、高效的陶瓷烧结工艺,具有升温速度快、节能省时、改善微观结构、降低烧结温度等特点。本文采用微波烧结工艺制备了Fe2O3掺杂的0.55Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-0.45Pb(Zr0.3Ti0.7)O3(简写为0.55PNN-0.45PZT)压电陶瓷,烧结温度为1200℃、保温时间为2h。利用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、阻抗分析仪及铁电分析仪等测试表征方法,研究了Fe2O3掺杂对陶瓷的结构、介电以及压电性能的影响。结果表明,所有陶瓷样品均为钙钛矿结构,随着Fe2O3掺杂量的增加,压电和介电性能呈先增加后减小趋势。当Fe2O3掺杂量为0.8%(质量分数)时,陶瓷达到最优电学性能:压电常数d33、平面机电耦合系数kp、相对介电常数εr和介电损耗tanδ分别为d33=520pC/N,kp=0.51,εr=4768,tanδ=0.026。     

SLS/CIP/HIP制造微量FeB+AISI304零件

为解决间接选择性激光烧结(SLS)金属零件致密度低与力学性能差等问题.提出将冷等静压技术(CIP)、高温烧结与热等静压技术(HIP)引入SLS.通过排水法结合SEM显微形貌与拉伸性能测试等方法,探讨了在SLS/CIP/HIP过程中高温烧结温度对微量FeB+AISl304 SLS零件致密度影响,微量FeB对其致密度、金相组织与力学性能作用等.结果表明,随烧结温度升高,高温烧结后微量FeB+AISl304 SLS零件致密度逐渐增加;当FeB质量分数从0.5%增加到5%时,其致密度逐渐增加,但是,晶界处a-Fe和Fe2B共晶与Ni和Ni3B共晶增多,导致其力学性能逐渐恶化,其中,当FeB质量分数为0.5%时,其致密度、弹性模量、屈服强度、拉伸强度和延伸率分别达到98.1%,209 GPa,338 MPa,527.36 MPa和8%.     

固相烧结法和反应烧结法制备G-La2Si2O7陶瓷的微波介电性能

采用反应烧结法和传统固相反应法制备G-La2Si2O7陶瓷样品,并探究两种不同制备方法对G-La2Si2O7陶瓷的烧结性能、微观形貌、微波介电性能的影响.结果表明:传统固相法制备的G-La2Si2O7陶瓷性能优于反应烧结法制备材料,反应烧结法制备G-La2Si2O7陶瓷样品最佳的烧结温度为1 430℃,相对密度为90%,微波介电性能为:εr=12.50,Q×f=26 594GHz,τf=-23.99×10-6/℃.传统固相反应方法制备的G-La2Si2O7陶瓷样品最佳的烧结温度为1 415℃,相对密度为96.52%,微波介电性能为:εr=13.327,Q×f=33 900GHz,τf=-34.9×10-6/℃.     

凝胶浇注法制备Ni/TiO2-Ce0.8Sm0.2O1.9多孔阳极材料的研究

以硝酸盐和氧化物为原料,通过凝胶浇注法制得了摩尔分数为10%TiO2-Ce0.8Sm0.2O1.9(TiO2-SDC)粉体,采用X射线衍射、透射电镜对粉体的相组成和颗粒形貌进行了分析。结果表明,干凝胶在600℃下煅烧后,TiO2和Sm2O3能完全固溶进CeO2晶格中,形成具有单一立方相结构和纳米粒度的TiO2-SDC粉体;凝胶浇注法和机械混合法制备的成形坯在1 300℃下烧结所得NiO/TiO2-SDC烧结体的孔隙率分别为31.0%和19.0%,还原后Ni/TiO2-SDC材料的孔隙率分别为36.4%和23.0%。SEM观察表明,凝胶浇注法制备的NiO/TiO2-SDC烧结体和Ni/TiO2-SDC金属陶瓷的微结构更加疏松,两相颗粒分布更为均匀;在测试温度范围内,凝胶浇注法制备的Ni/TiO2-SDC阳极材料的电导率明显高于由机械混合法制备的Ni/TiO2-SDC材料,773 K下两者的电导率分别为648 S/cm和430 S/cm。     

LED封装用玻璃/Al2O3系LTCC基板材料的性能

以硼硅玻璃和Al2O3陶瓷粉料为原料,通过改变玻璃和Al2O3质量比(60∶40～40∶60),采用低温烧结法制备低温共烧多层陶瓷基板(LTCC)材料。采用热膨胀仪、电子万能试验机、导热仪、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和阻抗分析仪表征样品的性能。结果表明:样品在烧成温度超过650℃以后,开始出现快速的收缩。随着Al2O3含量增加,样品的密度先增加后减小,烧结收缩率减小。随着样品密度下降,样品的热导率(λ)、抗弯强度(σ)和介电常数(εr)降低,介电损耗(tanδ)恶化。当Al2O3质量分数为45%时,复相材料于875℃烧结致密,显示出较好的性能,λ=2.89 W/(m.K),σ=203.1 MPa,εr=7.66,tanδ=9.1×10-4(于10 MHz下测试)。