Al2O3/3Y-TZP复相陶瓷的液相烧结机理

以CaO-MgO-SiO2玻璃为烧结助剂,对液相烧结Al2O3/3Y-TZP(30%体积分数)复相陶瓷的致密化机理进行了研究.结果表明,适量的烧结助剂可以显著促进材料的致密化,液相烧结激活能为169 kJ/mol,表明扩散控制为其致密化机理.     

Sialon陶瓷的常压烧结

在Si3N4,Al2O3,AlN和Y2O3混合料常压烧结过程中,由于过程反应生成SiO,CO,N2等气相物质和由于Si3N4原料在高温常压下分解压高,从而常压烧结致密化过程始终伴随着一个失重的塑致密化过程．为了解决这一问题,作者研究了填料成分、烧结温度、烧结时间等工艺条件对Sialon陶瓷常压烧结密度的影响,分析了烧结过程的物理化学机制和致密化机制．4种填料分别为Si3N4,Si3N4+SiO2,Si3N4+Al2O3+AlN和Si3N4+Al2O3+AlN+BN．被烧料典型配方为Si3N465%～70%,Al2O320%～25%,AlN10%,另加6%Y2O3．当填料成分为70%Si3N4+24%Al2O3+3%AlN+3%BN时,制得了相对密度达99%,抗弯强度达612.2MPa的常压烧结Sialon陶瓷．研究结果表明对于通式为Si6-ZAlZOZN8-Z的Sialon陶瓷,当Z=2时,其最佳烧结温度为1750℃,烧结时间为40min;Sialon的烧结过程是1个多因素控制的瞬时液相烧结过程．     

β-Ca2P2O7/CaSO4陶瓷的制备和体外降解研究

将β-焦磷酸钙和无水硫酸钙2种粉体进行复合,制备出β-焦磷酸钙/无水硫酸钙(β-Ca2 P2O7/CaSO4)复相生物陶瓷.研究了β-Ca2 P2 O7和CaSO4的比例和烧结温度对复相陶瓷气孔率、体积密度和相组成的影响,结果表明:随着CaSO4含量的增加,复相生物陶瓷的气孔率升高,体积密度降低;随着烧结温度的升高,复...     

反应热压法制备B4C基复合材料的烧结致密化研究

通过在B4C中添加Si3N4以及少量的SiC和TiC,在1 820~1 900℃,30 MPa的热压条件下反应生成了B4C基轻质复合材料,烧结助剂为(Al2O3+Y2O3)。结合材料的断口SEM形貌,分析讨论了烧结致密化过程,结果表明:在相同烧结温度下,随基体相B4C含量的增多,复合材料变得更难烧结;对同成分组成的复合材料来说,随着烧结温度的升高,最终得到的材料致密度有所提高。两步烧结过程中的降温保温阶段,有利于放热反应的彻底进行,使最终复相陶瓷组织中含有少量细小的TiB2和BN相,同时,放热反应可以维持致密化进程的继续进行,这对于提高复合材料的强度和韧性有利。     

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.     

高能球磨制备Y-Al-Mg-Si-O-N氧氮微晶玻璃

研究高能球磨对Y-Al-Mg-Si-O-N氧氮玻璃原料的非晶化作用。通过X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)观察,研究球磨转速和球磨时间对Y-Al-Mg-Si-O-N氧氮玻璃原料粉末结构和形貌的影响。研究结果表明:在本实验条件下,随着球磨转速的增加和球磨时间的延长,粉末中的TiO2和MgO首先被非晶化,Y2O3和ZrO2随后也向非晶相转变,SiO2部分被非晶化,Si3N4和Al2O3未发生明显非晶化;在球磨过程中,粉末粒度逐渐变小,由大而薄的片状和纤维状逐步变成细小的球状;粉末的晶粒细化和非晶化促进粉末烧结过程的进行,对于3Y2O3-10Al2O3-3MgO-65SiO2-15Si3N4-2TiO2-2ZrO2体系粉末样品,烧结线收缩率最大达到4.97%,抗弯强度最大为78.1MPa;而对于3Y2O3-10Al2O3-3MgO-50SiO2-30Si3N4-2TiO2-2ZrO2体系粉末样品,烧结线收缩率最大达到7.8%,最大抗弯强度为123.1MPa。     

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/℃.     

烧结工艺对铝电解NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极性能的影响

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-Cu金属陶瓷阳极，并对烧结工艺进行了研究。研究结果表明，金属Cu与NiFe2O4的润湿性差，NiFe2O4-Cu金属陶瓷的致密化与NiFe2O4陶瓷相的致密化直接相关；一定温度下，延长烧结时间，能够提高金属陶瓷相对密度，但存在金属相溢出风险；在烧结过程中，为防止金属相的氧化和陶瓷相的离解，必须控制一定的氧分压；采用热压技术制备NiFe2O4基金属陶瓷时，陶瓷基体会被石墨模具还原。     

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。     

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.     

还原气氛下Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的反应烧结过程

以Si3N4，Al2O3，SiC及少量SiO2为原料，研究Al2O3-SiC-Si3N4复相材料在埋炭条件下的反应烧结过程，并借助SEM，EDX和XRD对其微观结构和物相变化进行了分析。研究结果表明，活性α-Al2O3和纳米SiO2能够促进Al2O3-SiC-Si3N4复相材料的烧结，体积密度提高，显气孔率降低，从而提高了强度，在复相材料的合成过程中，发现在高温下烧成的试样内有Sialon相和Si2N2O相生成。     

烧结温度对LaMgAl_（11）O_（19）-Al_2O_3复相陶瓷的致密度和显微形貌的影响

以自制LaMgAl11O19（LMA）片状晶和α-Al2O3粉体为原料,采用无压烧结工艺在不同温度（1500℃、1550℃、1600℃、1650℃）下制备了LMA-Al2O3复相陶瓷,研究了烧结温度对LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度和显微形貌的影响。结果表明,LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度随烧结温度的升高呈先降低后升高的变化趋势,当烧结温度为1650℃时可制备获得较为致密的LMA-Al2O3复相陶瓷,添加10wt%的LMA片状晶对LMA-Al2O3复相陶瓷的致密度没有明显影响,但LMA片状晶的加入能够起到使Al2O3晶粒细化的作用。     

织构化Mg掺杂磷灰石型硅酸镧电解质制备、结构及O~(2-)导电性能

以La2O3和SiO2为原料,首先利用固相法合成La2Si2O7和La2SiO5粉体,然后采用共压法成型得到La2Si2O7(含MgO、La2O3)/La2SiO5/La2Si2O7(含MgO、La2O3)三明治结构,进而在高温下通过互扩散反应制备织构化Mg掺杂硅酸镧电解质(La9.33Si5.8Mg0.2O25.8)。以X线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散X线谱(EDS)、交流阻抗等测试与表征手段研究合成粉体物相和Mg掺杂硅酸镧电解质的微结构及其O2-导电性能。结果表明:通过高温互扩散和固相反应过程,可制得单相织构化Mg掺杂硅酸镧电解质,其晶粒c轴沿样品厚度方向织构化程度达70%。同时,XRD、拉曼光谱和EDS能谱分析表明:掺杂Mg主要占据结构中Si位;织构化的Mg掺杂硅酸镧电解质在750℃下电导率达3.81×10-3S/cm、活化能为0.71 eV。     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

烧结工艺对SiC-Y2O3-Al2O3液相烧结的影响

研究SiC-Al2O3-Y2O3体系在无压液相烧结过程中,不同的埋粉、烧结温度和保温时间对致密化过程的影响规律以及发生的主要物理化学变化.通过对烧结体失重率、线收缩率和密度的测量和断面形貌的观察发现,以BN为惰性埋粉时,烧结助剂挥发严重,密度低;以Y2O3为埋粉时,烧结过程中Y2O3从埋粉扩散进入坯体,造成烧结体质量增加,实际上未促进烧结;Al2O3和60%(β-SiC)-25%Al2O3-15%Y2O3埋粉有利于烧结,这是由于埋粉中Al2O3的含量较试样中的Al2O3含量高,具有较高的Al2O分压,能有效抑制烧结助剂的挥发.埋粉相同时,由于烧结和挥发的竞争,密度随烧结温度的升高或保温时间的增长先增加后降低.     

α-Al2O3纳米粉体的烧结行为

为了探讨在无压烧结过程中α-Al2O3纳米粉体的烧结行为和致密化过程,采用高分子网络凝胶法制备了α-Al2O3纳米粉体,经冷压成型后无压烧结了Al2O3陶瓷,结果表明:α-Al2O3晶种的加入明显降低了高分子网络凝胶法制备α-Al2O3粉体的相转变温度,在950℃较低温下就可获得α-Al2O3纳米粉体;生坯的相对密度随...     

Bi_2O_3掺杂对Ni-Mn-O基NTC热敏陶瓷显微结构及电性能的影响

采用固相配位反应法制备Ni0.6BixMn2.4-xO4(0≤x≤0.1)热敏陶瓷。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和阻抗分析仪对陶瓷的相结构、显微结构、元素分布和电性能进行表征。结果表明:少量添加Bi2O3能显著提高材料的烧结性能,在1 000℃下达到致密化。在x=0时,材料保持单相立方尖晶石结构,当x≥0.02时,有杂相Bi2O3、Bi3.64Ni0.36O5.82、Bi7.47Ni0.53O11.73及Bi2Ni2O5相继出现。随着Bi3+掺杂量的增加,陶瓷晶粒尺寸先增大后减小,伴随着显微结构的变化,材料的电阻率先减小后增大,材料常数B先增大后减小。     

Nb2O5对氧化铝陶瓷烧结性能和显微结构的影响

以Nb2O5为烧结助剂,通过无压烧结制备氧化铝陶瓷.研究了Nb2O5对氧化铝陶瓷的致密化和显微结构的影响.结果表明,少量的Nb2O5对氧化铝陶瓷的致密化具有明显的促进作用,当Nb2O5的添加量为1%时,可使氧化铝陶瓷在1 500℃获得致密.显微结构上,Nb2O5对氧化铝的晶粒生长也具有显著的促进作用.Nb2O5对致密化和晶粒生长的促进作用主要是通过它在氧化铝晶粒中的固溶来实现的.力学性能测试表明:加入Nb2O5后能够在不影响力学性能的前提下降低烧结温度.     

电熔镁锆合成料中SiO_2的赋存形态及分布特征

研究了以轻烧氧化镁和锆英石为原料 ,以电熔法合成的 Mg O-Zr O2 复相材料中 Si O2 的赋存形态。结果表明 :系统中占 (3 0～ 40 ) %的 Si O2 成分与 Mg O反应形成镁橄榄石相 (M2 S) ,余下的 Si O2 成分将进入玻璃相 ,且玻璃相的组成与钙镁橄榄石的理论组成大致相当。     

热压烧结制备Mg稳定Na-β"-Al_2O_3电解质陶瓷及其性能

分别以α-Al_2O_3,(α+θ)-Al_2O_3和γ-Al OOH为铝源,采用固相法合成了Mg稳定的β"-Al_2O_3粉体,通过比较各产物中β"相的含量,确定了最佳铝源。以最佳铝源制备的β"-Al_2O_3粉体为原料,进一步通过热压烧结工艺制备了固体电解质陶瓷片,研究了烧结温度对烧结体中的β"相含量、断面形貌、相对致密度以及离子电导率等的影响。借助XRD,TG-DSC,FESEM和EIS对样品进行了测试表征。结果表明:以γ-Al OOH为铝源所制备粉体产物的纯度最高(β"相含量高达99.8%),且能在较宽的温度范围内保持稳定(1 115～1 600℃),而热压烧结温度同时影响陶瓷片中β"相的含量和相对致密度。当烧结压力为30 MPa,烧结温度为1 450℃时,陶瓷片中β"-Al_2O_3的含量高达95%,此时的陶瓷片结构致密、均匀,室温离子电导率约为3.8×10~(-4)S·cm~(-1)。