B_4C陶瓷材料的无压烧结与性能

以碳化硼微粉作为原料,选用SiC和C为烧结助剂,研究了SiC和C对无压烧结B4C材料的体积密度、硬度、抗折强度和断裂韧性等性能的影响.结果表明,最佳烧结温度为1975℃,保温时间是30min.SiC和C的质量分数对材料密度、硬度和抗折强度的影响都是先增大后减小.烧结助剂SiC和C的最佳添加量分别为6%和5%(质量分数)时,得到相应的无压烧结B4C陶瓷材料的最佳力学性能:体积密度为2.45g/cm3,维氏硬度为35GPa,抗折强度为240MPa,断裂韧性为3.0MPa.m1/2     

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。     

不同烧结温度时的陶瓷基复合材料界面和性能

制备了轴承内圆精密磨削用陶瓷基立方氮化硼(cBN)复合材料.利用扫描电子显微镜和电子探针研究了复合材料的微观组织结构、界面成分分布,并用轴承内圆磨床测试了磨削性能.结果表明:随着烧结温度升高,复合材料界面成分扩散深度缓慢增加,烧结温度从700℃升高到800℃,扩散层厚度从大约3μm增加到6μm左右;界面强度增加速度大于陶瓷基体材料强度增加速度;当烧结温度为750℃时,复合材料界面结合强度与陶瓷基体材料强度相匹配,磨削时复合材料进给量达到8μm/r,磨耗体积比达到310~370,具有良好的锋利度和耐磨性能,磨削后的复合材料能观察到cBN磨损、破裂、脱落和陶瓷基材桥断裂的痕迹.     

B_4C粉末的气流粉碎及烧结

采用气流粉碎对B4C粗粉 (比表面积为 0 5 2m2 g,中位粒度为 2 0 4μm)进行粉碎实验 ,研究了气流粉碎次数对粉末性能、压坯密度和烧结密度的影响及成形压力和烧结温度对B4C烧结密度的影响 .研究结果表明 :当粉碎次数达到 3次后 ,可获得中位粒度小于 1μm的B4C超细粉末 ;经过 4次气流粉碎的B4C超细粉末 ,其比表面积为2 5 3m2 g ,中位粒度为 0 5 6 μm ;该粉末于 2 2 5 0℃无压烧结 1h ,其烧结密度为 2 0 7g cm3 ,达到理论密度的82 .5 % ,平均晶粒粒度为 5 0 μm .可见 ,气流粉碎能改善B4C的烧结性 .     

B_4C-ZrB_2-Al复合材料的真空熔渗法制备与性能分析

通过在B4C-ZrB2多孔预烧体中真空熔渗Al制备了B4C-ZrB2-Al复合材料,研究了该复合材料的物相组成和力学性能.结果表明:ZrB2的生成量影响B4C-ZrB2-Al复合材料的物相组成;随着ZrB2生成量的增加,复合材料的硬度先增大后降低,抗折强度和断裂韧性先降低后增大;延性Al的渗入是造成材料断裂韧性提高的主要原因.当ZrB2生成量为35%(质量分数)时,复合材料主要由B4C,ZrB2和Al组成,其气孔率、硬度HRA、抗折强度和断裂韧性分别为1.06%,82.2,521.5MPa和8.6MPa.m1/2.观察材料断口形貌可见较多的韧窝和金属撕裂棱,表明其断裂行为主要为沿晶和穿晶混合断...     

纳米Ni对Ti/Al2O3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。     

无压烧结CeO2-ZrO2-MoSi2复合材料及其力学性能研究

通过自蔓延技术合成MoSi2粉体,并添加CeO2、ZrO2粉末制备了不同体积分数的CeO2-ZrO2-MoSi2复合材料,采用扫描电镜观察了复合材料的微观形貌.实验研究表明:复合材料在高温烧结后的致密度较高,其力学性能较好,其中以MSZC3的效果最好,其致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为96%、268.8MPa和6.28MPa·m1/2.ZrO2颗粒同时实现了室温相变韧化和弥散强化的双重作用,显著提高了复合材料的韧性与强度.     

稀土氧化物对无压烧结ZrO2陶瓷致密度的影响

文章对ZrO2基复合陶瓷(5.4Y-ZrO2-6AL2O3)无压烧结进行了研究,探讨了添加剂的种类、工艺参数等因素与材料致密度的关系.通过实验及XRD分析表明,添加的稀土氧化物与ZrO2形成了固溶体,造成晶格畸变,同时产生了氧空位,起到了活化烧结提高材料致密度的作用.在加入添加剂Ce6O11为2%时,于1 650 ℃烧结温度下保温2 h,可得到相对密度为95%的ZrO2基复合陶瓷.     

ZrB2 SiC/Zr Al C复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备原位自生纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料,研究不同烧结温度对纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响,并探讨材料的强韧化机制.结果表明:在1 500,1 600,1 700 ℃烧结温度下,均原位合成了纳米层状Zr Al C相,厚度在几十纳米到几百纳米之间;烧结温度从1 500 ℃升高到1 700 ℃时,复合材料的断裂韧性由（4.51±0.04） MPa·m1/2提高至（5.04±0.02） MPa·m1/2,维氏硬度由（7.3±1.1） GPa提高至（14.2±1.1） GPa,断裂韧性和维氏硬度分别提高约12%和95%;随着烧结温度的升高,试样的致密度提高,气孔减少,晶粒间结合更紧密,断裂韧性和维氏硬度都逐渐增大.     

液相烧结六方氮化硼陶瓷

解决六方氮化硼陶瓷烧结致密化问题是提高陶瓷性能的主要途径,以六方氮化硼为基体材料,通过研磨工艺降低粉体粒度,然后以Al2O3、Y2O3和B2O3为添加剂,在N2气氛下,均匀升温到1700～1850℃无压烧结．通过分析烧结体的显微结构和物相表明,随Y2O3和Al2O3含量的增加,烧结体的致密度明显提高,相对理论密度为80％,弯曲强度上升到67．5MPa,并且B2O3作为一种烧结助剂可以有效地提高烧结体的致密度、降低材料的烧结温度．研究结果表明液相烧结六方氮化硼在实际应用上是可行的。     

LiF和B2O3在Al-Si-O陶瓷结合剂中的作用

研究了ＬｉＦ和Ｂ２Ｏ３在Ａｌ－Ｓｉ－Ｏ系陶瓷结合剂中的作用,结果表明,恰当的ＬｉＦ和Ｂ２Ｏ３含量可以使结合剂与磨粒之间有足够大的结合力,但若进一步提高试样强度就必须考虑结合剂自身的强度,在作为ｃＢＮ的结合地,结合剂中含有ＬｉＦ和Ｂ２Ｏ３,对保护ｃＢＮ磨粒是有利的。     

新型网状陶瓷填料的制备及性能测试

开发出一种兼具陶瓷填料及不锈钢丝网填料性能的新型三维网状陶瓷填料,该填料以12面体丝网状聚氨酯材料作前驱体,通过浸渍、喷涂陶瓷泥浆,烘干后制备出高气孔率的通孔网眼素坯,然后经电炉烧结成网状陶瓷板填料Ⅰ型和Ⅱ型2种填料样品,并对其进行了理化性能、流体力学和传质性能测试.测试结果表明,2种填料的传质性能较好,Ⅱ型比Ⅰ型填料沟槽多,通量更大,综合性能更好.     

氧化铝基连续陶瓷纤维的制备过程

讨论了氧化铝基连续陶瓷纤维的发展状况和试验室制备过程,初步获得了直径为(10～20)μm,单丝抗拉强度达到2300MPa的纤维。制备的纤维经热处理后有良好的柔软性,能适合纺织过程对纤维力学性能的要求。纤维热处理后发现有较多的断头,表明目前的拉丝速度与胶体的应力应变特性尚不匹配,需进行参数修正。     

多层壁陶瓷型芯内腔熔芯的制备及性能研究

采用预制夹芯法制备多层壁陶瓷型芯因具有工艺简便、成型精度高等优点受到关注.笔者以聚乙二醇(PEG)为增塑剂,石墨、石英玻璃粉为填料,制备了可熔夹芯;通过二次注射成型制备了多层壁陶瓷型芯坯体,实现了熔芯/型芯的一体脱脂.研究了聚乙二醇分子量对熔芯浆料及制备坯体性能的影响,结果表明:当PEG分子量不超过2000时,增塑剂分子量对熔芯性能的影响较小,随着PEG分子量继续增加,坯体内缺陷增加导致性能变差;采用PEG2000制备的熔芯坯体具有最佳的综合性能,其抗弯强度、高温变形量和表面粗糙度分别为13.0 MPa、2.94 mm和1.18μm.研究了熔芯/型芯的一体化脱脂行为,经过脱脂和烧结,熔芯被完全烧蚀,形成了陶瓷型芯的空腔结构,且熔芯脱除对陶瓷型芯的结构完整性和精度未产生不良影响.陶瓷型芯制件的尺寸公差不超过±0.15 mm,空心内腔表面粗糙度为1.81μm,满足高温浇铸对陶瓷型芯尺寸精度的要求.     

粉末冶金陶瓷模工艺中的快速脱蜡新技术

粉末冶金陶瓷模工艺是一种先进的过净形成形工艺．本文报道该工艺中一种新的脱蜡技术．采用快速加热、管径集中热量和定向导热传热综合方法，在陶瓷模和大部分蜡模材料处于较低温度下，使蜡模材料来不及发生显著的热膨胀而直接蒸发，得到脱蜡干净、外形完整的陶瓷模．     

先进陶瓷的精密注射成型

讨论了陶瓷粉末注射成型制备精密陶瓷部件这一新技术及其国内外发展状况.先进陶瓷精密注射成型的科学基础是现代高分子精密注塑理论和现代陶瓷制造技术,它将高分子流变学、陶瓷粉体技术、陶瓷工艺学和金属模具精密制造技术结合在一起.该技术突出的优点有:①可净近成型各种复杂形状的陶瓷零部件,使烧结后的陶瓷产品无需进行机加工或少加工,从而减少昂贵的陶瓷成本;②成型制品具有极高的尺寸精度和表面光洁度;③可实现微成型(M icro In jection Mold ing),制备μm~mm范围内的微型陶瓷零件;④成型过程机械化和自动化程度高,重复性好,便于规模化低成本生产.该技术已用于陶瓷发动机、通讯产业中光纤连接器陶瓷插芯(Ferru le)、计算机工业中光盘和磁盘驱动用陶瓷轴承和生物医学用陶瓷制品等精密陶瓷件的制造.随着微注射成型新技术的发展,微型陶瓷部件将应用于环境要求苛刻、结构复杂的MEMS系统.     

陶瓷/微晶玻璃复合材料耐磨性的研究

通过将玻璃与BMT(Ba(Mg1／3Ta2／3)O3)复合,烧结后进行热处理,合成陶瓷／微晶玻璃复合材料,通过比较材料切削时间的长短,研究不同热处理制度对材料耐磨性的影响。结果表明：不同的热处理制度确实能够影响材料的耐磨性。样品的XRD图显示材料的耐磨性变化是由于材料中的相组成发生了变化,耐磨材料中有新的结晶相产生。     

BN含量对注射成形AlN-BN复相陶瓷性能和组织的影响

采用粉末注射成形和无压烧结相结合的工艺制备AlN-BN复相陶瓷,讨论了AlN-BN混合料的流变性能以及BN含量对复相陶瓷热导率、硬度以及显微组织的影响.研究结果表明, AlN-BN混合料具有良好的流动性和较小的温度敏感性,适宜陶瓷注射成形.复相陶瓷的热导率、致密度以及硬度随着BN含量增加而降低,主要是由于BN本身具有较低的硬度和热导率以及在烧结过程中形成特殊的卡片房式结构阻碍了AlN烧结致密化造成的.综合考虑热导率和可加工性能的要求,最佳的BN质量分数在10%～15%之间,所制备的复相陶瓷的热导率大于120W·m-1·K-1,硬度低于HRA 80,致密度大于90%.     

微波在陶瓷加工中的应用

介绍了陶瓷的传统烧结方法、微波技术、微波与陶瓷材料之间相互作用的特点;分析了近年来微波在陶瓷材料的制备、加工及修复等方面的研究成果及进展;着重探讨了微波烧结的特点和机理,微波在陶瓷材料的烧结,陶瓷涂层技术,微裂纹愈合等方面的应用.     

2F4特性瓷料中SrTiO3的改性作用

研究了２Ｆ４特性瓷料中加入少量ＳｒＴｉＯ３及ＳｒＴｉＯ３的加入方式对材料介电性能和窑业性能的影响．试验表明，在以ＢａＴｉＯ３－ＣａＳｎＯ３为主的２Ｆ４特性瓷料中加入少量的ＳｒＴｉＯ３有明显的改性作用．ＳｒＴｉＯ３的加入使瓷料居里峰展宽、负温度特性变好、介质损耗降低，耐电强度提高．ＳｒＴｉＯ３加入方式明显影响烧结性能．先将ＢａＣＯ３、Ｓｒ－ＣＯ３、ＴｉＯ２共同合成（Ｂａ１－ＸＳｒＸ）ＴｉＯ３固溶体再进行配料烧结的比用ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３进行配料烧结的有较宽的烧成范围和较好的耐潮性．