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.     

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.     

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     

以钢渣为原料的SiO_2-CaO-Al_2O_3系陶瓷烧结机理

以主要化学成分为Ca O和Si O2的钢渣为原料,制备Si O2-Ca O-Al2O3系钢渣陶瓷,采用差分扫描量热仪(DSC)、X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与热力学计算研究钢渣陶瓷烧结过程及反应机理。研究结果表明:在以钢渣-黏土-长石-石英为主要原料的Si O2-Ca O-Al2O3体系中,钢渣陶瓷晶相以钙长石相为主;钢渣陶瓷烧结初期以扩散传质反应为主,之后形成高温液相,促进反应进行和晶体长大,并完成坯体致密化;经过湿磨的钢渣中存在大量的氢氧化钙等矿相,这些矿相在钢渣陶瓷烧结过程中能够分解产生具有很强反应活性的氧化钙,因而促进了原料间的反应和陶瓷致密化过程。     

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。     

工艺参数对凝胶注模成型不锈钢坯体强度和烧结密度的影响

为了制备高坯体强度和烧结密度的凝胶注模成型不锈钢制件,研究了凝胶注模工艺参数包括预混液单体含量和单体/交联剂比例、浆料固相含量及引发剂加入量等对坯体抗弯强度及烧结体密度的影响规律.结果表明,对于316L不锈钢的凝胶注模成型,可同时获得较好的坯体强度和烧结密度的工艺条件为:预混液单体质量分数18%～22%,单体/交联剂比例90∶1～240∶1;浆料固相体积分数52%～55%;引发剂用量约为单体质量的0.8%～1.4%.最终获得坯体强度高于30.0MPa、烧结密度高于97%的复杂形状烧结不锈钢零件,其烧结体力学性能略低于粉末注射成型时的性能,但远高于美国MPIF标准.     

基于铁矿粉液相流动性的塞拉利昂高铝铁矿配矿研究

以塞拉利昂高铝铁矿粉及其他5种烧结常用铁矿粉为原料,通过添加CaO、SiO2、Al2O3纯试剂改变铁矿粉中三种组分的含量,并分析了其对铁矿粉液相流动性的影响,比较了6类铁矿粉液相流动性对SiO2、Al2O3含量的敏感性差异,研究了混合矿粉液相流动性随塞拉利昂高铝铁矿粉配比的变化并进行了烧结试验。结果表明,随着CaO配比的增加,铁矿粉的液相流动性变好,其中塞拉利昂高铝铁矿粉变化的幅度最大;SiO2含量对塞拉利昂高铝铁矿粉液相流动性的影响较Al2O3含量更为明显;随着塞拉利昂高铝铁矿粉配比增加,混合矿粉的液相液动性指数降低,烧结矿的强度和成品率下降。     

碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以A1N和Y2O3为烧结助剂,采用先驱体转化-热压烧结的方法制备了Cf／SiC复合材料．研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响．结果表明由于烧结时晶界液相和SiC-A1N固溶体的形成,当烧结温度为1750℃时,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能;当烧结温度升为1800℃时,在复合材料密度增大的同时,其力学性能也大幅度提高,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达691.6MPa和20.7MPa·m1/2,复合材料呈现韧性断裂;进一步提高烧结温度至1850℃时,虽然复合材料的密度有所增加,但由于纤维,基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧,复合材料呈现典型的脆性断裂,其力学性能急剧降低;纤维／基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素,其中,纤维的脱粘与拔出是主要的增韧因素．     

矾土高铝—MA浇注料的研究

以特级铝矾土、矾土基烧结尖晶石和烧结镁砂等为原料，并采用合理的基质组成，ｕｆ－ＳｉＯ２、ρ－Ａｌ２Ｏ３复合结合剂研制了矾土高铝—ＭＡ浇注料。结果表明该种浇注料物化性能、烘烤性能均比水玻璃结合的铝镁浇注料有显著提高。     

烧结温度对高速压制制备弥散强化铜材料导电率的影响

弥散强化铜材料具有高强度和高导电性的特性,孔洞是影响导电率的重要因素.本文采用高速压制成形技术,对Al2 O3质量分数为0.9%的弥散强化铜粉压制成形,研究了压制速度对生坯的影响.当压制速度为9.4 m·s-1时得到密度为8.46 g·cm-3的生坯.研究了烧结温度对烧结所得Al2 O3弥散强化铜试样导电率的影响.当生坯密度相同时,烧结温度越高,所得试样的导电率也越高.断口与金相分析表明：烧结温度为950℃时,烧结不充分,颗粒边界以及孔洞多而明显,孔洞形状不规则;烧结温度为1080℃时,颗粒边界消失,孔洞圆化,韧窝出现,烧结坯的电导率为71.3%IACS.     

真空凝胶注模成型ZTA(含SiO2)陶瓷的烧结性能分析

采用一种新型的真空凝胶注模成型法,减少了在凝胶注模成型时坯体中形成的气泡。烧结曲线表明,真空凝胶注模制得的坯体的烧结温度比普通凝胶注模制得的坯体的低100℃左右。在1 550℃,真空坯体的收缩率比普通坯体的高78.7%。     

GdAlO粉体的溶胶凝胶法制备工艺及烧结行为研究

以Gd2O3、Al（NO3）3·9H2O和HNO3为原料,柠檬酸为络合剂,通过溶胶凝胶法制备前驱体,经过1000℃,保温2h热处理得到了纯相铝酸钆（GdAlO3）粉体。通过研究GdAlO3坯体样品的恒速无压烧结曲线发现,当升温速率为5℃／min时,样品在957℃开始收缩,烧结温度为1600℃时,最大收缩率为16．17％;通过计算得出GdAIO3坯体在烧结温度200-1000℃范围内平均线膨胀系数是9．38×10^-8／℃,以烧结曲线为基础,使用基于相对收缩率的Arrhenius关系,计算得到铝酸钆的烧结激活能为22．4kJ／mol,低于氧化铝的烧结激活能,说明其会促进氧化铝的烧结。     

α-Al_2O_3对瓷坯抗弯强度影响的研究

本文研究了 α- Al2 O3粉替代石英以及添加 Mg CO3、Ti O2 和 Cr2 O3对瓷坯抗弯强度的影响。并采用 XRD和 SEM手段 ,研究了瓷坯显微结构的变化及其与抗弯强度的关系。研究结果表明 :α- Al2 O3替代石英瓷坯抗弯强度得到明显改善 ;添加适量的矿化剂可以使瓷坯强度进一步得到提高 ,并且能降低烧结温度。     

K2O和TiO2杂质对Al2O3-SiC-C砖抗渣性的影响

分析了基质中K2O和TiO2对Al2O3-SiC-C砖抗渣性能的影响.实验结果表明,以硅线石为基质的Al2O3-SiC-C砖,其抗渣性能优于以矾土为基质的Al2O3-SiC-C砖.     

K2O和TiO2杂质对Al2O3-SiC-C砖抗渣性的影响

分析了基质中K2O和TiO2对Al2O3-SiC-C砖抗渣性能的影响.实验结果表明,以硅线石为基质的Al2O3-SiC-C砖,其抗渣性能优于以矾土为基质的Al2O3-SiC-C砖.     

合金元素Cu对铸铁短纤维烧结特性的影响

采用在铸铁短纤维中加入铜元素的方法．研究了合金元素Ｃｕ对铸铁短纤维烧结体致密度、显微组织、相组成和性能的影响．铜元素的加入，在一定的铜含量区间内可引起铸铁短纤维烧结体发生膨胀．但与Ｆｅ—Ｃｕ粉末压坯相比．其膨胀量和产生最大膨胀的Ｃｕ含量均减小．铸铁短纤维发生异常膨胀的机制是富铜液相向γ中的体扩散．     

骨灰煅烧改性对骨质瓷性能的影响

骨灰是烧制骨质瓷的最重要的原料,提高骨灰的质量也是提高骨质瓷性能的关键.对骨胶厂提供的骨灰进行煅烧处理,通过红外、热分析、X射线衍射和扫描电镜等表征手段系统地研究了煅烧温度对骨灰的显微形貌和结构变化的影响规律,以及骨灰煅烧改性对坯体浆料流动性和坯体烧结工艺的影响规律.实验结果表明,在1 200℃下对骨灰进行煅烧,可获得轮廓清晰、圆球形和颗粒尺寸适中的煅烧骨灰,有利于提高骨质瓷坯体浆料的流动性,扩大坯体烧结温度范围,并且能提高坯体的白度.通过合理配方和工艺优化,骨质瓷坯体烧结后白度为92.97%,密度为2.70 g/cm3,收缩率为16.83%.     

K_2O对Li_2O-SiO_2系微晶玻璃低温共烧陶瓷的影响

采用烧结法制备了Li2O-SiO2系微晶玻璃低温共烧陶瓷。通过热膨胀系数、DTA、XRD、影像式烧结点试验仪、SEM、体积电阻率等方法,研究了K2O含量对玻璃热力学性质、析晶行为、烧结性能、形貌和电学性能的影响。结果表明:用K2O取代Li2O,可降低玻璃转变温度,减弱析晶倾向,提高热膨胀系数和析晶活化能;K2O有助于玻璃粉体烧结致密,可以控制微晶玻璃晶相组成和含量。电学性能研究结果表明,K2O可显著提高微晶玻璃的电学性能。     

TiH2粉末制备钛合金的烧结脱氢规律及工艺

 以TiH₂粉末为原料,通过压制成型和烧结工艺制备粉末钛合金,不同于传统钛粉末冶金方法。通过热分析和热膨胀技术研究不同球磨粒度TiH₂粉末的脱氢和收缩规律,以此入手研究了TiH₂粉末压坯和TiH₂-Al-V粉末压坯的烧结致密特性,以及影响烧结过程的主要工艺因素,包括烧结温度、烧结时间、升温速率、压坯密度、压坯成型方式、合金体系,并对烧结组织进行了分析。结果表明,TiH₂粉末球磨后脱氢温度降低,粉末越细,开始温度越低。TiH₂粉末压坯在烧结过程中脱氢后获得新鲜钛,其易发生黏接并引起α-Ti的强烈收缩,这时烧结体很容易致密,并获得相对密度大于99%坯体;相比之下,TiH₂-Al-V粉末压坯烧结时因为合金元素的溶解,不如纯TiH₂粉末压坯的烧结容易致密。TiH₂-Al-V粉末经过成型、烧结脱氢可获得典型的层片状α+β钛合金组织,合金元素分布均匀。     

液相烧结SiC陶瓷的微观结构

采用Al2O3、Y2O3为助烧剂,液相烧结获得了致密的α－SiC和β－SiC陶瓷,并研究了SiC了烧结体的物相组成和微观结构。实验结果表明,Al2O3,Y2O3原位形成了YAG,材料以液相烧结机制致密化,α－SiC通过溶解和再析出机制,促进晶体生长,并形成“Core/Shell”结构,物相分析表明,β－SiC陶瓷粉末在烧结过程中发生β→a的相变,微观结构观察显示,β-SiC陶瓷中生成了长柱状晶粒。