Al2O3多孔陶瓷制备工艺研究

研究了氧化铝多孔陶瓷的制备工艺，探讨了工艺参数对多孔陶瓷性能的影响，研究结果表明，氧化铝骨料粒度、粘结剂及外加剂含量对多孔陶瓷的孔隙率和强度有较大的影响，烧结工艺是影响高性能多孔陶瓷的重要因素。     

以木材为模板制备Al2O3多孔陶瓷的工艺

利用Al2O3和木屑混料,分别采用直接烧结和分步炭化烧结的方法制备了一种具有木材管胞组织结构的多孔Al2O3陶瓷.利用X射线衍射对物相进行分析,采用扫描电镜对多孔Al2O3陶瓷的形貌进行观察,测定了其密度、显气孔率和抗弯强度.试验结果表明:分步炭化烧结法更加适合得到性能较好的Al2O3多孔陶瓷,木材的显微管胞组织结构在多孔Al2O3陶瓷中保留很好.利用分步烧结法可以有效地防止开裂和严重变形,且制备得到的多孔陶瓷具有低密度高显气孔率的性质,说明孔洞大部分已连通并呈网络状分布,其抗弯强度明显提高.     

自蔓延高温合成Al2O3-TiB2多孔陶瓷

自蔓延高温合成(SHs)是制备多孔陶瓷的一种新兴方法,在SHS技术的基础上结合传统制备方法中的发泡技术,在原料中添加只有在高温条件下才能分解,并全部转化为气体的发泡剂,制备出了Al2O3-TiB:多孔陶瓷,并使用XRD进行了晶体结构分析.宏观和SEM观察测得Al2O3-TiB2多孔陶瓷具有毫米级和微米级的孔梯度,用阿基米德法测得其孔隙率为65.1%.热力学分析得到绝热燃烧温度为2 646 K.     

多孔α—Al2O3陶瓷的制备及其研究

加入成孔剂，采用加压成型和烧结的方法，获得具有一定孔隙率和孔径分布的多孔α－Ａｌ２Ｏ３陶瓷．讨论了不同粉料包括晶型、粒径大小、分布和成孔剂粒径及添加量对制品的孔隙率、孔径大小及分布和透水通量的影响     

基于Al粉成孔作用制备多孔氧化铝陶瓷型芯

采用热压注法制备多孔氧化铝基陶瓷型芯,研究了Al_2O_3粉粉末粒度分布、Al粉加入量和保温时间对陶瓷型芯性能的影响.研究结果表明:Al_2O_3粉粉末粒度分布显著影响陶瓷型芯的性能,当加入的Al_2O_3粉粉末粒径分别为80,58和45μm,且三种Al_2O_3粉粉末的质量比为1∶1∶1时,制备的陶瓷型芯性能较好;当Al粉加入量(质量分数)为10%时,型芯的综合性能最好,其线性收缩率为-0.85%,抗弯强度为30.43 MPa,气孔率为46.99%,且保温时间对样品的性能影响很小,在1 500℃下保温5h,样品性能稳定,该型芯有望满足陶瓷型芯的铸造要求.     

平板型多孔Al2O3陶瓷载体的研制

通过用固态粒子烧结法制备多孔氧化铝陶瓷,研究了玻璃相物质、有机成孔剂等对多孔陶瓷的孔隙率、孔径、透水率及硬度的影响,制得了具有较高孔隙率（44％－60％）,一定孔径分布及强度的多孔氧化铝陶瓷。     

层状多孔Al2O3/ZrO2陶瓷热机械行为研究

采取凝胶注模工艺层层沉积制备梯度氧化铝/氧化锆多孔陶瓷,研究了层状多孔氧化铝/氧化锆陶瓷的抗热震行为.研究结果表明,同单层多孔陶瓷相比,层状多孔陶瓷表现出更加优良的抗热震性能.临界抗热震温差由气孔率为32%的单层结构的300℃上升到层状结构的500℃,且层状结构多孔陶瓷在温差高达1100℃淬火后剩余强度为30MPa,而单层陶瓷在温差800℃淬火后仅为20MPa.     

以超重力熔铸新技术制备Al2O3陶瓷材料

通过对燃烧合成技术与超重力技术的集成,发展了一种完全不同于粉末烧结技术的Al2O3陶瓷的非平衡制备新技术;首先通过超重力场中的燃烧合成反应产生了由陶瓷-金属熔体组成的超高温混合熔体,随后在超重力场中利用金属、陶瓷、气孔三相的密度差实现其快速、彻底的分离.在超重力系数G≥200的超重力场中所制备的陶瓷块体的相组成为单相α-Al2O3;随着超重力系数G的增加Al2O3陶瓷的密度增大,最大密度达到3.89g/cm3;所制备的多晶Al2O3陶瓷中晶粒的(hkO)晶面沿所施加的超重力场方向表现出明显的织构化特征.     

辊轧成型工艺制备ZrO2／Al2O3复相陶瓷的性能及结构

采用辊轧工艺，制成了素坯密度较高的氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷，并对其性能和结构分别进行了研究。利用多种粒径的粉体混合，多种增韧方式来设计复相陶瓷的显微结构，得到了最佳配比和最佳烧结工艺条件下的ＺｒＯ２／ｎｍＡｌ２Ｏ３／μｍＡｌ２Ｏ３复相陶瓷。此陶瓷在１５５０℃下烧结，得到优良的抗弯强度和断裂韧性。     

Al2O3／ZrO2层状复合陶瓷的研究

用辊轧工艺，在最佳成分配比及烧结制度下，制备了Ａｌ２Ｏ３／２０％Ａｌ２Ｏ３（ｎｍ）＋２０％ＺｒＯ２＋６０％Ａｌ２Ｏ３（μｍ）／Ａｌ２Ｏ３层状复合陶瓷，通过断裂韧性的测定，发现层状复合的断裂韧性值比无层状复合的Ａｌ２Ｏ３或ＺｒＯ２增加Ａｌ２Ｏ３有很大的提高，利用扫描电镜（ＳＥＭ）对层状复合的微观结构进行了观察，讨论了层状复合的增韧机制和ＺｒＯ２诱发微裂纹的机理，同时观察到层状复合断裂的典型特征为台阶     

电致发热SiC多孔陶瓷Al2O3/SiO2复相绝缘涂层制备

以异丙醇铝为前驱物,水为溶剂,硝酸为胶溶剂,用分散法制得性能稳定的透明氧化铝溶胶,将多孔陶瓷置于氧化铝溶胶中反复浸渍,经低温和高温热处理后使其表面形成致密的Al2O3和SiO2陶瓷涂层。通过EDS能谱分析得到Al2O3的含量约54%,SiO2含量约46%,电阻较涂覆前显著增加,得出用溶胶-凝胶法涂覆陶瓷体表面后,再经热处理是一种切实可行的制备绝缘陶瓷涂层的方法。     

低发射率SiO2/Al2 O3纳米复合粉体的制备和红外隐身性能

采用溶胶-凝胶法制备非晶态和结晶态两种相结构的SiO2/Al2 O3纳米复合粉体,通过X射线衍射、透射电子显微镜等手段对纳米复合粉体结构和形貌进行表征,并利用傅里叶变换红外光谱仪研究纳米复合粉体的红外隐身性能.结果表明：两种相结构的SiO2/Al2 O3纳米复合粉体均呈不规则颗粒状,其中结晶态SiO2/Al2 O3纳米复合粉体的平均晶粒尺寸约为18 nm;结晶态SiO2/Al2 O3纳米复合粉体在2.5~25μm波长范围内的红外发射率均低于非晶态复合粉体,3~5μm内发射率平均值为45.65%,8~14μm内发射率平均值为46.19%,是一种低发射率的红外隐身复合纳米材料.     

二次烧成对CaO-B2O3-SiO2系微晶玻璃结构和性能的影响

研究一次和二次烧成对CaO-B2O3-SiO2(CBS)微晶玻璃的烧结性能与介电性能的影响。用X线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析探讨二次烧成对CBS微晶玻璃的微观结构与介电性能的关系。结果表明:与一次烧成相比,二次烧成能够促进玻璃体中的小晶粒生长,试样的收缩率和体积密度有所增加,有利于介电常数提高和介质损耗的降低,且体系中没有出现新的晶相;875℃烧结的试样,X/Y轴收缩率均为14.33%,体积密度达到2.46 g/cm3,10MHz介电常数和损耗相应为6.21和3.5×10-3,热膨胀系数为11.86×10-6/℃,抗折强度为157.36MPa。     

化学镀法制备Ni-P/Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200 nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P/Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷.这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面.结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9.32%,含磷量为2.38%.为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1 700 ℃降低至1 350 ℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3.0 MPa·m1/2提高到6.91 MPa·m1/2,增加了130.3%;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当.     

Al2O3颗粒强化Ni3Al合金的机械合金化合成及烧结

利用机械合金化方法合成了Ni3Al金属间化合物和Al2O3混合粉末，并用放电等离子烧结技术，将Ni3Al／Al2O3混合粉末烧结成块状烧结体。研究了烧结体的显微组织和力学性能。X射线检测表明:Ni粉和Al粉在高能球磨机中球磨5h．即可转变为Ni3Al金属间化合物。采用放电等离子烧结技术在1000℃保温3min．就可以烧结成相对密度约为99％的较致密的复合材料烧结体。     

选择性激光烧结Al2O3/SiO2复相陶瓷零件性能的研究

通过添加适量SiO2,经选择性激光烧结(SLS)成型及后处理得到Al2O3/SiO2复相陶瓷零件,分析了该复相陶瓷的物相和显微结构,研究了不同含量SiO2的引入对试样强度及密度的影响,最后选择最佳配比成型陶瓷零件.结果表明:随着SiO2含量的增加,烧结件的强度和密度也随之提高;当SiO2(体积分数)达到20%时,成型件经1 450℃高温烧结8 h抗弯强度达到45 MPa,密度为2.35×103kg/m3.     

强激光冲击波作用下Al2O3陶瓷材料的断裂特征

使用激光冲击对Al2O3陶瓷进行了冲击试验,并通过扫描电子显微技术,对陶瓷材料在强激光冲击下的断口形貌进行了分析．发现随激光能量的变化。陶瓷出现不同的断裂特征．在高能量激光冲击下,试样宏观上出现中心裂纹,其微观主要仍以沿晶断裂和穿晶解理所形成的脆性断裂模式为主;但在激光能量降低到一定程度的情况下,脆性陶瓷材料在拉伸波作用下出现锥形断裂,而微观上也出现一定的塑性滑移特征,主要表现为晶界处出现大量的滑移线;在更低能量下陶瓷未出现破裂,硬度分析结果显示具有微观塑性变形强化现象．     

SrBi2Nb2O9陶瓷的制备和介电性能研究

用固相反应法制备SrBi2Nb2O9陶瓷，研究烧结温度对陶瓷的密度，晶体结构和微观形貌的影响．结果表明，1050℃制备的陶瓷致密性好，晶粒较小，为单一的层状钙钛矿结构，并显示出良好的介电性能．     

高温固相法制备Sm2O3掺杂La2Ce2O7热障涂层材料

以La2 O3、CeO2和Sm2 O3为原料,采用高温固相反应法制备了Sm2 O3部分掺杂La2 Ce2 O7热障涂层陶瓷材料,其化学式为(SmxLa1-x)2Ce2O7.采用X射线衍射法研究了试样的物相结构,并通过对比各实验条件下制备的试样的X射线衍射图谱,对试样的掺杂比例、烧制温度及烧制时间进行了探究.结果表明,所制备试样为萤石结构,当掺杂摩尔比Sm：La为1：2或1：3时试样均能保持良好的相结构,以掺杂摩尔比Sm：La=1：2制备的( Sm0.33 La0.67)2 Ce2 O7材料在1600℃下具有良好的相稳定性,且其最佳制备条件为1550℃下烧制10 h,该材料是一种很有潜力的新型热障涂层陶瓷材料.