(Y-TZP)-Al_2O_3-TiC复合陶瓷的显微结构与力学性能

研究了(Y-TZP)-Al_2O_3-TiC复合陶瓷在无压绕结条件下的显微结构及力学性能。结果表明,其相结构由t-ZrO_2、α-Al_2O_3、TiC组成。随TiC含量增加,可相变的t-ZrO_2含量减少.当TiC<10wt％时,不仅提高了复合陶瓷的硬度、韧性,而且强度无明显下降。在特定磨损条件下,TiC含量为20wt％的复合陶瓷具有最佳的耐磨性能。     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

Al2O3-SiC纳米复合陶瓷的制备及其表征

以分析纯Al(NO₃)₃·9H₂O, (CH₂)₆N₄和粒径为30 nm的SiC粉末为原料, 采用溶胶-凝胶(sol-gel)方法制备干凝胶, 经煅烧合成Al₂O₃-SiC纳米陶瓷粉, 利用真空热压装置对粉末进行烧结. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)和维氏硬度实验分析了不同SiC含量和不同烧结温度的Al₂O₃-SiC陶瓷样品的结构、 形貌、 晶粒尺寸和硬度, 并研究了其机理.     

ZrO2添加量对等离子放电烧结制备WC-6Co组织和性能的影响

以WC-6Co为主体原料,通过添加不同含量的ZrO₂作为烧结助剂,采用SPS烧结技术制备出性能出众的WC-6Co硬质合金,研究了ZrO₂烧结助剂对硬质合金显微组织及力学性能的影响规律.结果表明:随着ZrO₂添加量的增加,试样的显微组织更加致密,相对密度更大,硬度和断裂韧性也有一定程度的增加.并且,当添加ZrO₂的质量分数为3%时,试样的相对密度达到96.7%,维氏硬度增加到20.28kN·mm^-2,断裂韧性增长到12.7MPa·mm^1/2,综合性能最优.研究发现,ZrO₂可以通过促进离子的扩散和颗粒的重排促进烧结,最终使得材料的相对密度和性能均得到提升.     

TA2/NiCr爆炸复合棒界面组织及性能研究

以爆炸复合法制备了TA2/NiCr合金复合棒,利用金相显微镜(OM)及高分辨透射电镜(HRTEM)进行界面处不同区域的微观组织结构分析,并利用显微硬度仪及万能力学试验机进行力学性能测试分析.结果表明,TA2/NiCr合金复合棒界面处TA2侧形变组织中出现了大量孪晶、位错以及沿界面45°方向的绝热剪切带.同时,界面处还伴随着竹节状熔化层的出现,其内部含有一定数量非晶组织,硬度约为850HV0.025;靠近熔化层为热影响层,由较大等轴晶组成,硬度约为200HV0.025;界面的结合强度约为193Mpa.     

SPS工艺对CuCr/CNTs复合材料组织性能的影响

放电等离子烧结（SPS）工艺可以实现快速烧结成型,且制备出的复合材料致密度高、硬度高、导电和导热性能好、晶粒尺寸均匀.在采用化学气相沉积（CVD）法原位合成分布均匀的CuCr/CNTs复合粉末的基础上,运用不同的SPS工艺制备CuCr/CNTs复合材料.利用扫描电子显微镜、偏光显微镜、数字金属导电率测试仪、微拉伸试验机、显微硬度计等对其组织性能进行表征.结果表明,当烧结温度为750 ℃,烧结压力为45 MPa,烧结时间为10 min,升温速率为80 ℃/min时,制备的CuCr/CNTs复合材料的组织和性能较佳,导电率、硬度和抗拉强度分别为86.8%IACS、95.8（HV）、178 MPa.     

基于真空烧结的Al-B4C中子吸收材料的制备及性能研究

B₄C是一种常见的中子吸收材料,采用真空烧结的方法制备不同成分配比的Al-B₄C复合材料,并对材料的微观组织,力学性能进行分析,研究结果表明:基体Al相和增强相B₄C颗粒之间分布比较均匀,气孔裂纹等缺陷较少,复合材料抗拉强度,屈服强度,断后伸长率随着碳化硼含量的增加逐渐减小,复合材料的断裂方式既有B₄C颗粒的解理断裂,也有铝基体的韧性撕裂,以B₄C颗粒的断裂和拔出为主,是韧性断裂与脆性断裂综合作用的结果.     

细晶Si3N4/Al2O3复合陶瓷

用热压法制备了 Si3N4 / Al2 O3细晶复合陶瓷 ,研究了热压过程中出现的氧化、致密性、相变等现象 ,讨论了热压温度对材料的力学性能及相组成的影响。结果表明 ,热压 Si3N4 / Al2 O3复合陶瓷需在氮气保护下进行 ,热压温度保持在 130 0℃左右为佳 ,热压温度越高 ,致密度下降 ,晶粒明显粗化 ,力学性能下降 ,其下降原因与较高温度下莫来石的形成有关     

SPS烧结温度对Ti2SnC导电陶瓷致密化的影响

机械合金化制备Ti2SnC粉体,采用放电等离子烧结（SPS）技术制备致密的Ti2SnC块体。研究烧结温度对机械活化SPS烧结Ti2SnC导电陶瓷块体致密化影响。结果表明,机械合金化合成Ti2SnC粉体经烧结后,气孔率随温度的升高逐渐降低。在900-1000℃之间进行SPS烧结可以获得纯度较高的块体。当温度在600-900℃范围内时,密度随烧结温度的提高而逐渐增大,当温度进一步提高时,则略呈下降趋势。     

SPS烧结温度对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构及性能的影响

以高能球磨法制备的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备93W--4.9Ni-2.1Fe合金,研究了烧结温度对钨合金微观组织及性能的影响.采用扫描电镜对试样的断口进行观察,采用能量色散谱仪对合金的组元进行成分分析.结果表明:①烧结温度对合金的性能有显著的影响,在1 350℃时钨合金的抗拉强度达到一个极大值,为981 MPa,此时钨合金的相对密度和W晶粒的尺寸分别为98.9%和5μm;②当烧结温度达到1375℃时,合金中Ni元素开始挥发,随着温度的快速上升,合金中Ni元素的挥发不断加剧,当烧结温度升高至1425℃时合金中Ni元素已完全挥发;③合金的断裂方式随着烧结温度的升高发生显著的变化,当烧结温度升至1350℃时钨合金的断裂方式由W晶粒界面分离向W-W、W-黏结相界面断裂转变,而当烧结温度超过此温度时钨合金的断裂方式又转变为W晶粒的沿晶脆性断裂;④SPS快速烧结能够有效抑制W晶粒的长大,促进钨合金的细晶强化作用.     

3Y—ZrO_2陶瓷的组织及力学性能研究

本文研究了超细粉3mol%Y_2O_3—ZrO_2陶瓷的组织结构及力学性能,结果表明,随烧结温度升高,晶粒长大,单斜相含量增多。强度、硬度随单斜相含量的增多而下降,具有(T+M)双相组织的断裂韧性较高。     

等离子体喷涂ZrB2基复合涂层结构与性能

超高温陶瓷因其熔点高、热导率高和化学稳定性良好等特点而备受关注.ZrB_2是超高温陶瓷的典型代表.等离子体喷涂技术是制备超高温陶瓷涂层的有效方法.叙述了等离子体喷涂技术制备的ZrB_2基超高温复合涂层的近期研究成果,并简要展望了进一步改性该种涂层的方法.     

机械合金化制备的Al基轴承合金的结构与性能

采用机械合金化方法制备Al-Pb和Al-Sn基合金粉末,然后通过烧结将之制备成合金.采用XRD、SEM、TEM分析技术对合金的微观结构进行表征,结果表明在适当机械合金化和烧结工艺条件下,可得到Al基体上均匀分布尺寸约为100nm的软相Pb或Sn的合金.摩擦摩损性能测试表明,这种组织结构的Al基轴承合金具有优良的性能.对Pb相粗化的研究表明,这种纳米复合结构具有较好的稳定性,其第二相的长大仍然满足关于粗化的经典理论——LSW理论.研究中还特别关注了机械合金化过程中的污染对Al基轴承合金组织结构的影响,发现铁污染会导致Al7Cu2Fe相的生成,氧污染则导致Pb颗粒上有Al2O3附着.     

放电等离子烧结制备铁基合金

采用脉冲+恒流电流烧结方法对Fe-2Cu-2Ni-1Mo-0.8C混合粉末进行了快速烧结,通过对不同脉冲电流通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对其密度和抗弯强度进行测试,研究了粉末的脉冲+恒流电流烧结行为.结果表明：脉冲电流不仅可通过粉体产生电阻热进行烧结,还具有清洁、活化粉末颗粒表面,促进粉末烧结的作用.当脉冲峰值电流、基值电流、占空比和频率分别为3000 A、360 A、50%和50 Hz,空载恒流电流为1389 A时,经脉冲和恒流电流各烧结3 min后,合金的密度和抗弯强度分别达到最大值7.61 g/cm3和1540 MPa.该烧结材料的显微组织以珠光体为主,其中包含块状或网络状分布的铁素体、奥氏体及其少数未扩散均匀的合金相.弯曲断口呈现解理、韧窝和沿晶的混合断裂特征.     

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     

磷酸钙/氧化锆复合陶瓷的微观结构及力学性能

利用冷等静压成形, 经不同的温度烧结制备了不同比例的磷酸钙与钇稳定四方氧化锆系列复合陶瓷, XRD、 SEM及力学性能测试结果表明, 随磷酸钙含量的增加, 陶瓷的相对密度降低, 晶粒尺寸变大, 四方氧化锆(t-ZrO2)减少, 单斜氧化锆(m-ZrO2)增加, 导致力学性能下降; 1 350 ℃烧结含磷酸钙质量分数为12％~15％的样品及1 400 ℃烧结含磷酸钙质量分数为15％的样品以t-ZrO2为主, 并含有少量m-ZrO2和TCP(Ca3(PO4)2), 其相对密度大于95％, 综合力学性能评价分析表明, 它可用于CAD/CAM加工口腔修复材料.      

放电等离子烧结快速凝固Al75Si25合金的组织及力学性能

高硅铝合金粗大的初晶硅严重影响其力学性能与机械加工性能.本文利用熔融纺丝快速凝固技术、球磨与放电等离子烧结相结合的方法制备了Al₇₅Si₂₅合金.研究发现,放电等离子烧结Al₇₅Si₂₅能够遗传其快速凝固组织的特点.500 MPa,320℃烧结条件可获得密度达到98%以上的块体,其初晶硅弥散分布,组织尺寸细小,具有超细晶粒特征.此外,硅元素过饱和固溶于α（Al）基体.维氏硬度值和抗压强度分别达到298 Hv和674 MPa,具有优异的力学性能.      

烧成温度对C－B＿4C－SiC复合材料结构与性能的影响

本文就烧成温度对Ｃ－Ｂ＿４Ｃ－ＳｉＣ碳／陶复合材料结构与性能的影响进行了初步研究，发现复合材料密度、强度随烧结温度的升高而明显提高，电阻率随烧成温度的升高而下降，这和烧成体显微结构（气孔率、晶粒大小与分布、晶界状况等）密切相关。     

低温反应熔渗制备C/C-SiC复合材料的微观结构和力学性能

分别在1 450,1 500和1 550℃通过反应熔渗的方法制备了C/C-SiC复合材料,研究熔渗温度对C/C-SiC的性能影响。借助扫描电子显微镜,X射线衍射仪等对C/C复合材料及C/C-SiC复合材料的微观结构等进行表征,测试了C/C-SiC复合材料的弯曲性能。结果表明:熔渗温度不同影响C/C-SiC的密度、孔隙率、残余硅含量及弯曲强度。熔渗温度越高,C/C-SiC的密度越大,孔隙率越低,SiC含量越高,残余硅含量越少,弯曲强度越高。1 550℃反应熔渗制备的C/C-SiC1 550弯曲强度达到136MPa,比C/C-SiC1 450强度高出42%。C/C-SiC复合材料均表现出"假塑性"断裂行为,弯曲断裂过程中无纬布层中的碳纤维拔出明显。