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.     

SiC的固相热压烧结

以α－SiC粉末为起始原料，B和C粉末为助烧剂，采用适当的热压烧结工艺，在1950℃，25MPa条件下获得了相对密度为97.8％的α－SiC块体陶瓷．其抗弯强度和断裂韧性值分别为383MPa，4.95MPa·m1／2．并初步研究了致密化机理．     

纳米结构透明陶瓷的烧结机理研究

通过对超高压低温烧结制得的MgAl2O4纳米透明陶瓷的烧结机理研究表明:纳米结构陶瓷是在晶粒长大前通过一定的条件使其致密化,所以它本身有着独特的致密化机理.     

烧结气氛对ZTM／SiC陶瓷致密化的影响

ＺＴＭ／ＳｉＣ陶瓷基复合材料的致密化取决于烧结温度、烧结压力和烧结气氛。本文主要研究烧结气氛对ＺＴＭ／ＳｉＣ陶瓷致密化的影响。实验结果表明：该陶瓷不能在空气中实现常压烧结，而在气氛保护下实现了常压烧结致密化；中性或弱还原性气氛可该复合陶瓷的烧结温度，提高致密化速率，改善陶瓷材料性能，另，还从理论上分析了烧结气氛在该陶瓷致密化过程中的作用。     

激光选区烧结多孔堇青石陶瓷微观结构及性能

针对传统加工方式复杂结构多孔堇青石陶瓷零件难成形问题,提出采用激光选区烧结(SLS)成形复杂宏观多孔堇青石(2MgO·2Al_2O_3·5SiO_2)陶瓷,利用高温烧结对有机粘结剂的烧损作用成形微观多孔,以获得宏、微观孔并存结构.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征SLS成形陶瓷的微观形貌及相特征,并研究SLS工艺及高温烧结温度对陶瓷强度及孔隙率的影响规律.SEM结果显示:SLS成形的多孔陶瓷初坯存在大量不规则孔隙,经过高温烧结后孔隙因为有机粘结剂的分解而增多,然后随高温烧结温度的升高孔隙逐渐减少.XRD分析结果表明:堇青石经SLS和高温烧结温度1 400℃以下时其相组成无明显改变,高于1 450℃时,出现部分分解,得到MgO相.SLS初坯抗压强度达1.54MPa,经1 400℃高温烧结4h其强度达到13.77 MPa.最后,应用优化工艺成形出传统工艺难以制造的复杂多孔堇青石陶瓷.     

成分对α-Sialon陶瓷微观结构及力学性能的影响

根据Y-Si-Al-O-N相图进行成分设计,相图中n值取1.0,m值分别取1.0、1.3、1.6、1.8,采用热压烧结工艺制备试样,研究成分对α-Sialon陶瓷微观结构及力学性能的影响.结果表明:试样以α相为主晶相,存在着少量的β相;随着m值增大,烧结过程中试样生成的液相量增多,促进α-Sialon柱状晶粒的长径比增大,显微硬度降低,断裂韧性提高,试样的相对密度也提高.     

相场法研究陶瓷粉末烧结体系的微观组织演变

运用相场模型研究陶瓷粉末烧结过程中晶粒的生长和气孔演化过程。采用一组随时间和空间连续变化的取向场变量和浓度场变量来表征体系微结构,用Ginzburg-Laudau动力学方程和Cahn-Hillard动力学方程分别控制取向场和浓度场变量随时间的演化,并针对不同气相含量下的粉末烧结体系,统计其晶粒生长指数,分析气孔含量对晶粒生长的影响。计算结果表明,当烧结体系中气相含量fc在12%～20%之间变化时,随着气相含量的增加,晶粒生长指数m逐渐增大,即晶粒耦合气孔的生长演化速度随气相含量的增加而降低。计算结果与实验情况吻合。     

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.     

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.     

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．     

高含Cu量Mo－Cu合金的液相烧结

采用液相烧结Ｍｏ、Ｃｕ混合粉压坯的方法制取合金，分析了合金的力学性能及组织。借助ＴＥＭ，ＳＥＭ组织观察以及电子探针成分（ＥＤＸＡ）分析表明：Ｍｏ－Ｃｕ合金的烧结由于Ｍｏ的溶解－析出，Ｍｏ晶粒表面有Ｍｏ、Ｃｕ不同比例含量的过渡层，该层中组织均匀细小。在润湿角为０°附近温度烧结合金性能最佳。     

稀土氧化物对液相烧结碳化硅的影响

采用AIN-稀土氧化物系统烧结助剂,通过液相烧结制备了碳化硅陶瓷．研究了不同稀土氧化物对烧结行为、烧结体显微结构和力学性能的影响．结果表明：Nd2O3-A1N,La2O3-A1N系统烧结失重较大,无法达到完全致密．Y203-A1N或AIN-Nd203-Y2O3,A1N-La203-Y20。系统可以在较低的温度下实现致密化;所有样品的晶粒细小,尺寸为1-2μm,无异常长大现象;在烧结体中除有高温烧结液相之外,还形成了稀土硅铝酸盐新相;致密的碳化硅陶瓷烧结体不但具有高硬度,而且断裂韧性高达6-8MPa·m^1/2     

3C-SiC纳米粉烧结制备多孔碳化硅的研究

研究了用3C-SiC纳米粉末压制成坯后烧结制备多孔碳化硅的温度和时间工艺参数，采用扫描电子显微镜(SEM)分析了烧结温度和时间对烧结样品平均孔径尺寸的影响，采用X射线衍射(XRD)分析了烧结样品的结构。研究结果表明，在100kPa压力的氩气气氛中和1600℃4h 30min～4h50min的烧结条件下，烧结样品的主要结构是3C-SiC，其他晶型基本消失；烧结样品具有大量的纳米孔，其平均孔径约为80～90nm。     

溅射用铁电陶瓷靶的烧结与显微结构分析

探讨了溅射用铁电陶瓷靶（ＰＺＴ，ＰＬＺＴ）的烧结工艺，并对其显微结构进行了分析。结果表明，采用新的烧结工艺（含保护措施），可以有效地抑制ＰｂＯ的挥发，制备出组织结构及成分均匀、ＰｂＯ含量正常、致密度较高、不变形的符合磁控溅射要求的铁电陶瓷烧结靶。     

液固相组合过滤材料的过滤性能研究

采用SEM通过观察由活性炭、非织造布和微孔滤膜这三种材料组成的组合过滤材料经使用后其上固体微粒的分布研究其整体过滤性能.研究结果表明由多种材料组成的组合过滤材料可有过分离自来水中的固相杂质,具有良好的过滤特性.     

MoSi2／SiC复合材料的致密化及其组织结构

用二次热压工艺改善了ＭｏＳｉ２／ＳｉＣ复合材料致密度，热压复合材料相对密度可达到理论密度的９２％，用ＳＥＭ和ＳＲＤ对热压复合材料组织结构的研究表明，热压复合组织为ＭｏＳｉ２基体上弥散分布着ＳｉＣ颗粒。     

沉积位置对化学气相沉积SiC涂层微观组织的影响

利用化学气相沉积法在C／C复合材料表面制备了SiC涂层，并借助扫描电子显微镜和X射线衍射等手段对不同位置沉积产物的微观形貌、相组成以及厚度进行了测试，推导出了沉积位置与反应气源过饱和度的定性关系，分析了反应气源过饱和度对SiC涂层形貌、晶粒尺寸以及涂层厚度的影响．研究结果表明：沿着沉积炉内气体流动的方向，反应气源的过饱和度逐渐降低，沉积所得pSiC涂层形貌由颗粒状向须状转变，晶粒尺寸与涂层厚度逐渐减小。     

预氧化在SiC基陶瓷材料烧结中的作用

对添加Y2O3／Al2O3烧结助剂的SiC材料进行了不同的烧成工艺试验，结果表明，在烧成前先进行预氧化处理的SiC材料，其表面氧化生成的SiO2促进了低温液相的形成，有助于降低该材料的气孔率。同时发现，合适的预氧化温度和保温时间能更有效地降低烧结体气孔率，促进烧结。     

Sialon/SiC复相材料的组织与性能

研究了利用粘土、SiC为主要原料,直接合成的Sialon/SiC复相耐火材料的相组成和显微组织,并研究了材料中Sialon含量对复相材料的密度、抗折强度、耐压强度和热震稳定性的影响·结果表明,复相材料的抗折强度和耐压强度均随Sialon相含量的增加而增加,最大抗折强度为876MPa,最大耐压强度为193MPa;材料的体积密度随材料中Al2O3残余相含量的增加而增加,材料的最大体积密度为265g/cm3;材料的热震稳定性随Sialon相含量的增加而下降;材料的显微组织为Sialon和Al2O3形成的连续基质相包裹着SiC颗粒的显微复合组织·