SiC_w／Y－TZP陶瓷复合材料的力学性能与增韧机理

研究了热压烧结ＳｉＣ晶须（ＳｉＣｗ）增强Ｙ－ＴＺＰ陶瓷基复合材料的力学性能及增韧机理。结果表明，在ＳｉＣ晶须分散均匀的情况下，晶须含量达１５ｖｏｌ％时，复合材料的力学性能优于基体材料的力学性能。当ＳｉＣｗ含量为１０ｖｏｌ％时，复合材料的强度和断裂韧性分别为１０３６．９±１５．１ＭＰａ和１４．０１±０．１６ＭＰａ·ｍ（１／２）。晶须引起的裂纹偏转、晶须拔出和由ＺｒＯ２相变引起的孪晶是该复合材料的主要增韧方式。     

Yb2O3、Al2O3、TiO3对Yb—TZP材料性能的影响

用超细ZrO2、Yb2O3粉末经机械混合、常压烧结制备Yb-TZP材料,2．5％（摩尔分数,全文同）Yb2O3的掺量足以将ZrO2稳定在四方相;8％（质量分数,全文同）Al2O3、0.5％（质量分数,全文同）TiO2的添加剂使Yb-TZP的烧结温度下降100℃,并且获得σf提高11％、KIc增加16％、Hv增加13％的好结果。     

Y2O3,CeO2复合稳定剂对TZP性能的影响

用复合稳定剂Ｙ２Ｏ３和ＣｅＯ２，制备出了综合性能优异的（Ｙ，Ｃｅ）－ＴＺＰ。性能测试和ＸＲＤ分析表明：在Ｙ２Ｏ３：ＣｅＯ２＝０．６：０．４ｍｏｌ附近，复合稳定的效果大于单一稳定剂的作用效果。     

Ce－TZP陶瓷的摩擦磨损特性

本文利用拴盘式摩擦试验机、扫描电镜ＥＤＸ等技术，研究了Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷及含有少量Ａｌ２Ｏ３的Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷与Ｙ－ＴＺＰ对偶小球的对磨情况。实验表明，对陶瓷材料而言，材料的韧性对耐磨性有重要的影响。韧性高，耐磨性好，控制其摩擦磨损的机理是摩擦表面显著的塑性变形及塑性变形片的脱落，表现为沿晶和穿晶断裂。     

自蔓延法制备Si3N4粉时的氮气压力

探讨了硅粉在普通氮气和高纯氮气中的高温自蔓延合成反应过程,分析了稀释剂、氮气纯度与压力、成型坯体的气孔率等工艺参数对硅粉自蔓延过程的点火、最高燃烧温度及产物特征的影响.从热力学、动力学及Si3N4热分解过程几个方面分析了低氮气压力下燃烧合成Si3N4的可行性.研究结果表明:只要最高燃烧温度不高于相应氮气压力下Si3N4的热分解温度,就可以用SHS方法合成Si3N4;并在氮气压力为0.6～2.6 MPa时.以纯硅粉为起始原料燃烧合成出游离硅含量小于O.5％,β与α相混合,粒度为1～2 μm的Si3N4粉末;低氮气压力下硅粉的自蔓延合成反应,必须要引入Si3N4稀释荆,压坯气孔率控制在0～70％,否则反应不能进行;体系最高燃烧温度随着氮气压力和压坯气孔率的增加而升高;所需的最低氮气压力随硅粉粒度增大而提高;产物形态沿圆柱样径向有差异,由外到里β—Si3N4相明显增加.     

亚微米Al2O3,3Y—TZP和纳米SiC水悬浮液稳定性的研究

纳米第二相颗粒弥散在陶瓷基体中构成的复合材料具有优异的力学性能。制备这类复合材料的关键在于纳米级陶瓷粉体的充分分散和复合粉体的均匀混合工艺。本文采用“电空间稳定机制”,以聚电解质PMAA－NH4为分散剂,研究了Al2O3,3Y－TZP和SiC单相系统和Al2O3,－SiC和3Y-TZP－SiC纳米复合系统的最佳分散条件。     

TZP陶瓷的X－射线定量相分析

采用Ｘ－射线衍射方法研究了四方相氧化锆多晶（ＴＺＰ）陶瓷中的物相，提出了应用四方相氧化锆（Ｔ－ＺｒＯ２）双谱线峰强度比Ｉ（２００）／Ｉ（００２），计算ＴＺＰ陶瓷中立方相氧化锆（Ｃ－ＺｒＯ２）含量的Ｘ－射线定量相分析方法．通过力学性能测试进一步验证了Ｃ－ＺｒＯ２的存在对ＴＺＰ陶瓷断裂韧性Ｋ１ｃ和抗折强度的影响．     

Y─TZP和Ce─TZP相变增韧陶瓷循环疲劳性能的影响因素

本文采用压痕弯曲技术，研究了Ｙ—ＴＺＰ和Ｃｅ—ＴＺＰ的疲劳性能的某些影响因素．与金属材料类似，在陶瓷材料中疲劳裂纹的扩展曲线亦可区分为三个阶段．同时研究了循环加载中的应力比以及环境介质对于疲劳裂纹扩展的影响．可以看出，循环加载促进四方→单斜相变．因此循环疲劳与相交增韧是密切相关的过程．     

制备工艺对Si_3N_4-SiC材料生坯性能影响

采用氮化硅作为碳化硅材料的结合相的方法制备氮化硅结合碳化硅耐火材料 ,通过对氮化硅结合碳化硅的生坯制备过程的探讨 ,分析了生坯密度、原料粒径级配及制备过程各工艺参数之间的关系 .实验结果表明 ,合适的颗粒级配、较好的颗粒球形度 ,是获得高生坯密度 ,均匀、致密、低气孔率、高强度、高硬度的氮化硅结合碳化硅材料的有效途径     

自韧化氮化硅陶瓷研究

对热压烧结自韧化Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的工艺参数诸如助烧剂量，烧结时间和温度等与材料显微组织，相组成及力学性能间的关系进行了研究。在致密化前提下且烧剂量较少时，有利于材料显微组织的均匀化和力学性能的提高。     

纳米粉体材料氮化硅的ICP 制备技术和红外光学特性

采用CP等离子体化学气相沉积技术,用硅烷和氮气为反应气体合成氮化硅纳米粉体．利用朗缪尔探针诊断了反应室内等离子体参数,得到不同位置、不同功率和不同气压下等离子体密度的变化规律．等离子体密度随着功率的增大而增大,随着气压的升高而减小,由于离子鞘层的存在,提供了局部等离子体密度稳定的区域．利用傅立叶红外光谱仪分析了氮化硅纳米粉体红外光谱和键态结构的特性,结果表明：氮化硅的表面特性和纳米材料的表面效应导致富氧层的存在．     

燃烧合成氮化硅的动力学分析

用２种方法研究了燃烧合成氮化硅的动力学,Ｓｉ３Ｎ４的燃烧波蔓延速度为０．０９７－０．１３ｃｍ．ｓ＾－１,燃烧区宽度为０．５４ｃｍ,用燃烧波速法测得其激活能为７５．４ｋＪ／ｍｏｌ确定了不同燃烧时间的反应转化率和转化程度,并据此计算出燃烧合成Ｓｉ３Ｎ４的激活能烽５４．３ｋＪ／ｍｏｌ,２种方法计算的激活能数值相差约３０％,说明燃烧合成氮化硅过程存在明显的后燃烧现象,随稀释剂质量分数的增加,最高燃烧温度降     

用连续波CO2激光对氮化硅陶瓷打孔的实验研究

报导用连续波ＣＯ２激光加工机对氮化硅陶瓷的激光打孔试验，获得了深径比达１８．７５的结果。     

钎焊陶瓷和金属的钎料作用机理

对以金属铜和活性金属钛为钎料，钎焊陶瓷Ｓｉ３Ｎ４和纯金属铝时，钎料的作用及分布进行了观察和分析．结果表明，钎焊过程中陶瓷和金属之间的界面上，在陶瓷的热电效应的作用下，产生陶瓷侧为负极的热电动势．活性金属钛偏析到陶瓷侧，形成化合物．     

纳米尺寸非晶氮化硅结构模型研究

根据晶态和非晶态氮化硅原子的相关性结构特征，构造出了正四面体Ｎ结构和平面三角形Ｓｉ结构相互嵌套的基本结构单元，模拟出了纳米量级非晶氮化硅的结构模型，其主要结构参数与实验吻合，这种模型可进一步用于非晶和纳米非晶氮化硅材料的结构和性能研究之中．     

Si_3N_4／钢钎接过程的参数分析

通过对Ｓｉ３Ｎ４／钢多组针焊实验的比较分析，讨论了影响接头强度的主要因素，提出了在本实验条件下，几个重要工艺参数的理想取值范围．并研究了接头型式对接头强度的影响．     

Si_3N_4/TiN纳米多层膜的超硬效应

采用磁控反应溅射工艺制备了Si3N4/TiN陶瓷纳米多层膜,运用X射线衍射、透射电镜和显微硬度仪等对纳米多层膜的微结构、应力状态和硬度进行测试.研究结果表明,Si3N4/TiN多层膜中,Si3N4层为非晶态,TiN层为晶态.Si3N4/TiN多层膜的显微硬度既受调制周期Λ的影响,同时又与调制比有关.当调制比lSi3N4/lTiN=3和调制周期Λ=12.0nm左右时,多层膜的显微硬度达到最大值,其数值比用混合法则计算的值高40%以上.根据实验结果,还提出了该体系出现超硬效应的机制     

提高Si_3N_4结合SiC棚板坯体成型密度的研究

为了获得性能优良的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板，就棚板制造过程中的配料及成型工艺等问题进行了实验研究，探讨了提高Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板坯体密度的最佳途径。实验表明：振动成型时，振动时间和振动压力要匹配适当，才能得到最佳的坯体密度。工艺调整适当后，Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ棚板实际使用寿命可达５００次以上。     

Si_3N_4／钢钎接时热应力缓和问题研究

通过碳钢与Ｓｉ＿３Ｎ＿４陶瓷钎接后残余应力的分析，论述了应力缓和材料的选择原则。对各类材料热物理性能进行了分析比较，选出一些能实际应用的应力缓和材料，通过钎焊实验，证实采用适当的接头形式能有效地防止钎焊裂纹的出现，提高了钎接接头的强度。