微晶粒Al_2O_3-ZrO_2复相陶瓷的制备与性能

以TiO2-MgO为烧结助剂、聚丙烯酰胺为分散剂,制备3种增韧A l2O3体系:纳米t-ZrO2颗粒、ZrO2纤维、纳米t-ZrO2颗粒-ZrO2纤维。经测试体系物理与力学性能、XRD和SEM分析,探讨烧结温度、纳米t-ZrO2颗粒、ZrO2纤维、烧结助剂加入量对相对密度、抗折强度、断裂韧性及微观结构的影响。结果表明:烧结温度对材料物理与力学性能的影响很大,ZrO2纤维没有明显增韧效果,体系的增韧主要依靠纳米t-ZrO2颗粒,纳米t-ZrO2颗粒在基体中同时存在晶间和晶内分布,加入质量分数5%的纳米t-ZrO2颗粒使微观结构更加致密和晶粒细化。烧结温度为1 600℃,纳米t-ZrO2颗粒质量分数为5%,烧结助剂m(TiO2)∶m(MgO)为1∶0.4时,复相陶瓷体系综合性能最佳,其相对密度和抗折强度分别是98.7%、274.82MPa、断裂韧性达到7.32 MPa.m1/2。     

烧结助剂对重结晶SiC电热元件性能的影响

以不同粒度的α-SiC为原料,添加A12O3,Fe2O3,H3BO3作为烧结助剂,通过配比实验、素坯成型、制品烧结,研究了不同助剂及其含量对SiC电热元件的密度、抗折强度、电阻率的影响,并探讨了对其性能影响的机理.结果表明:烧结助剂Al2O3对电热元件密度影响最大,在质量分数wB为0.3%时,密度为2.314 g/cm3;Fe2O3对其电阻率影响最大,在质量分数wB为0.5%时,最优的电阻率为0.634 Ω·cm.此外,H3BO3的加入对密度的提高不明显,加入过多反而降低了电热元件的密度,对电阻率起着负面影响.     

纳米单斜ZrO2对Al2O3/ZrO2复合材料物理性能的影响

研究了纳米单斜ZrO2含量对Al2O3／ZrO2复合陶瓷烧结性能的影响。在单斜ZrO2初始含量较少的情况下，处于Al2O3颗粒之间的部分ZrO2颗粒阻碍了颈部的形成，使样品的烧结密度降低。但随着单斜ZrO2初始含量的增加，纳米单斜ZrO2颗粒之间的接触机会增多，使得样品烧结密度提高。实验结果表明，纳米ZrO2的体积分数对复合材料的烧结性能有着明显的影响。     

掺杂氧化物对ZrO_2相结构稳定性及烧结性能的影响

采用共沉淀-凝胶方法,通过低温煅烧和中温烧结,分别制备了Y2O3、Al2O3掺杂的ZrO2粉体和陶瓷;利用X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜等手段,对掺杂不同氧化物ZrO2相结构的稳定性及烧结性能进行了研究.结果表明:在ZrO2中掺杂摩尔分数5%的Y2O3或者Al2O3,870℃焙烧15min的粉体前者为立方相,后者为四方相;它们的粉体成型后经1400℃烧结4h,前者在室温下仍能保持立方相,后者却得到的是单斜相;在焙烧粉末中,Al3+固溶到ZrO2的晶格中,对ZrO2四方相晶格起到稳定作用,而在其陶瓷中,Al3+从ZrO2的晶格中扩散到晶界,对ZrO2不起稳定作用,只起促进烧结和细化晶粒的作用.     

烧结助剂对SiC液相烧结行为的影响

研究了以Al2O3、Y2O3、Al2O3-Y2O3、SiO2-YAG为烧结助剂时,SiC液相烧结行为以及烧结过程中发生的主要物理化学变化.与传统固相烧结相比,液相烧结使SiC陶瓷性能显著提高.通过对烧结体失重率、线收缩率及密度的测量和断面形貌的观察发现:Al2O3对坯体致密化的促进效果较差;Y2O3为助剂烧结时,由于高温下剧烈挥发,不能有效促进致密化;不同配比的Al2O3-Y2O3助剂能有效促进坯体致密,当配比满足形成YAG的化学计量比要求时,最有利于SiC的烧结.同时对SiC的液相烧结机理也进行了探索.     

等离子分解锆英石制备ZrO2-SiO2-Al2O3系复相陶瓷

等离子分解锆英石(PDZ,plasmicalldecomposedZrO2)与Al2O3注浆成型反应烧结制备ZrO2SiO2Al2O3系复相陶瓷,与用锆英粉和Al2O3制备的该系复相陶瓷进行对比。采用XRD、OM、SEM等手段研究烧成后材料的物相组成、显微结构及物理性能。结果表明:ZrSiO4的分解先于莫来石形成;由PDZ制得的制品性能优于锆英粉制得的制品;n(Al2O3)/n(PDZ)=3/1、1540～1580℃为合适的原料配方和烧成温度范围     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。     

湿化学法制备多通道ZrO2超滤膜

采用孔径为200 nm的多通道ZrO2膜为底膜,利用湿化学法制备小孔径ZrO2超滤膜。结合N2吸附-脱附法和X线衍射分析,考察烧结温度对膜结构的影响,确定合适的烧结温度。通过扫描电镜(SEM)表征膜形貌,采用错流过滤考察膜的渗透和分离性能。结果表明:烧结温度为600℃时可以制备完整无缺陷的ZrO2超滤膜,所制备的超滤膜具有高纯水通量,截留相对分子质量(MWCO)为20 000,对相对分子质量为43 000卵清蛋白的截留率达到95%。     

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。     

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.     

制备工艺对合成ZrO_(2(f))/NiFe_2O_4复合材料的影响

以NiO和Fe2O3为原料采用固相烧结法合成了NiFe2O4尖晶石,通过向其中添加二氧化锆纤维(ZrO2(f))制备了ZrO2(f)/NiFe2O4复合材料.研究了成型压力、烧结温度及烧结时间对复合材料气孔率和抗弯强度的影响,并利用热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料进行了表征.结果表明:在160 MPa成型压力下,于1 300℃烧结6 h制备的ZrO2(f)/NiFe2O4复合材料气孔率较低,具有较高的抗弯强度;复合材料主要由四方相ZrO2和立方相NiFe2O4尖晶石组成;ZrO2(f)未与基体发生反应,避免了过强的界面结合力.     

尖晶石-氧化锆复合材料的制备与性能

以高纯镁砂、煅烧Al2O3、稳定氧化锆为原料,以2%的TiO2为烧结添加剂,试样经100 MPa压力成形后,在1600℃3 h下烧成,制备出尖晶石-氧化锆复合材料。研究了氧化锆及氧化钛烧结添加剂对复合材料烧结性能、抗热震性能等的影响。试验研究结果表明：在MA尖晶石配料中引入10%的ZrO2,MAZ试样的抗热震性能优于MA尖晶石试样。引入TiO22%的MAZ-T复合材料试样结构致密,晶粒间为直接结合状态,体积密度达3.42g.cm-3,抗折强度为48.54 MPa,抗热震性能提高,该MAZ-T复合材料有希望用作水泥回转窑烧成带耐火材料。     

Yb2O3、Al2O3、TiO2对Yb-TZP材料性能的影响

用超细ZrO2 、Yb2 O3粉末经机械混合、常压烧结制备Yb_TZP材料 ,实验显示2 .5% (摩尔分数 ,全文同 )Yb2 O3的掺量足以将ZrO2 稳定在四方相 ;8% (质量分数 ,全文同 )Al2 O3、0 .5% (质量分数 ,全文同 )TiO2 的添加剂使Yb_TZP的烧结温度下降 10 0℃ ,并且获得σf 提高 11%、KⅠc增加 16 %、Hv 增加 13%的好结果 .     

Al2O3或TiO2掺杂的ScSZ固体电解质纳米晶薄膜的制备及表征

利用溶胶-凝胶旋涂法,在单晶硅基片(100)上分别制得了厚度约为0.31μm的(Al₂O₃)_0.10(Sc₂O₃)_0.08(ZrO2)_0.82和0.36μm的(Sc₂O₃)_0.125(TiO₂)_0.175(ZrO₂)_0.70固体电解质纳米晶薄膜。烧结实验结果表明,两种薄膜均在650℃以上开始晶化,温度越高,晶化越完全,在800℃可完全晶化;所得纳米晶颗粒呈纯的萤石结构立方相;铝和钛掺杂的纳米晶颗粒的平均大小分别为47和51nm。铝掺杂的薄膜非常均匀致密,然而,钛掺杂的薄膜存在少量微气孔。     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。     

ZrO2对Si3N4陶瓷烧结性能的影响

对添加ＺｒＯ伯Ｓｉ３Ｎ４陶瓷烧结性能的研究表明，一方面ＺｒＯ２可作为一种烧结助剂，促进液相烧结；另一方面它也以四方相形式弥散分布于Ｓｉ３Ｎ４晶粒间，以提高材料的强韧性，试验结果表明：常压烧结下，ＺｒＯ２的质量分数为０．１８时，材料强韧性最好。     

添加剂对稻壳合成SiC的影响

以稻壳作为硅源和碳源,不同掺量的Al2O3、Nd2O3、CeO2等作为添加剂,用碳热还原法在1 500℃条件下成功合成了SiC。利用XRD分析了试样在烧成过程中的物相变化,用SEM观察了试样的显微结构。结果表明,当无添加剂时,稻壳在1 550℃下仅能形成少量SiC,掺入Al2O3、Nd2O3、CeO2,均能促进SiC的形成。其中,掺3.5%Al2O3于1 500℃下烧成试样的SiC合成率最高,达到89.12%。     

铅硼硅酸盐玻璃中Al2O3含量对复相玻璃陶瓷性能的影响

以低软化点的铅硼硅酸盐玻璃和Al2O3粉末为原料,制备Al2O3/玻璃低温共烧复合玻璃陶瓷材料。考察烧结温度和添加不同质量分数的Al2O3对复合玻璃陶瓷烧结机制和微波介电性能的影响,并探讨了作用机制。结果表明:Al2O3掺入PbO-B2O3-SiO2玻璃中改善了与Al2O3陶瓷的界面润湿,对烧结有一定的促进作用。在添加质量分数为4%Al2O3的复相玻璃陶瓷、烧成温度为850℃时性能最好,其密度为3.1 g/cm3,介电常数为8.46,介电损耗为0.001 1。     

掺杂剂与ZnO材料的气敏特性

本文报导了金属氢化物BeO,Tl_2O_3,Y_2O_3,ZrO_2在ZnO材料中的掺杂行为及其对ZnO材料气敏性能的影响.     

ZrO2—SiC复合材料电性能的研究

本文对ZrO_2－SiC复合材料的导电性能进行了研究，结果表明：复合材料中SiC含量、热压烧结条件、使用温度等对材料的电阻率都有显著影响．