三点弯曲法测试微波烧结氧化锆陶瓷的断裂韧性值KIC^＊

本文采用三点弯曲法测量了微波烧结氧化锆陶瓷的断裂韧性，并与压痕法的测量做了比较．同时也比较了微波烧结与常规烧结陶瓷材料的性能．     

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     

微波烧结金属纯铜压坯

分别采用常规电阻加热与微波加热对金属铜压坯进行烧结并比较样品烧结密度、表观硬度以及显微组织分布:微波烧结在功率为1 kW、频率为2.45 GHz微波炉中进行.结果表明:微波烧结样品平均相对密度达97.3%,略高于相同烧结温度下常规烧结样品的平均相对密度;微波烧结可在较短时间内对粉末冶金金属铜样品实现烧结致密化.另外,微波烧结样品表观硬度比常规烧结样品的高.微波烧结样品具有独特孔隙分布规律,样品横截面中心处孔隙率比横截面边缘处的小;并且微波烧结样品孔隙与显微组织较常规烧结样品细小.     

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.     

Y_2O_3对氧化锆陶瓷组织和性能的影响

研究了氧化钇(Y_2O_3)添加量对氧化锆陶瓷组织和性能的影响,重点探讨了高能球磨工艺和Y_2O_3添加量对氧化锆晶粒度、组织结构和力学性能的影响.结果表明:通过高能球磨可降低ZrO_2,Y_2O_3混合粉末的颗粒度,达到细化氧化锆陶瓷晶粒度的目的,提升氧化锆陶瓷的力学性能;适量加入Y_2O_3,采用常规的烧结工艺可以获得维氏硬度为1 128 kg/mm~2和断裂韧性为10.03 MPa·m~(1/2)的细晶粒3Y-ZrO_2氧化锆陶瓷.     

固相含量对注凝成型莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷性能的影响

研究了固相含量对注凝成型的莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷浆料的黏度、生坯以及烧结样品性能的影响。采用SEM等手段对复相陶瓷断面的微观形貌进行分析,使用万能试验机、陶瓷块体密度测量仪、显微硬度计测试其材料的弯曲强度、密度及维氏硬度,并使用矢量网络分析仪分析材料的介电性能。结果表明,随着固相含量的提高,坯体和烧结体的弯曲强度分别呈下降和上升趋势,维氏硬度增大,密度和介电常数增加。当固相含量为53%(体积分数)时,莫来石增强磷酸铬铝复相陶瓷烧结样品性能最好,其弯曲强度为181.30 MPa,线收缩率为18.12%,密度为2.75 g/cm~3,维氏硬度为975.64,平均介电常数为3.84。     

铁基粉末的恒流电致快速烧结

采用恒流电致烧结方法对铁基混合粉末进行了快速烧结,通过对不同通电时间烧结样品的显微组织、断口形貌进行分析,并对其电阻、密度及各项机械性能进行测试,研究了粉末的电致烧结行为.结果表明：在较低的测量温度下,粉末中出现了烧结颈,并发生了铁-碳的互扩散,且颗粒界面有局部熔化的迹象,证实电致烧结初期在颗粒接触区域存在局部高温;随着烧结过程的进行,烧结体的密度、横向断裂强度和显微维氏硬度均呈上升趋势,电阻则逐渐降低.     

Nb对Ti/A12O3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/[ψ(Al2O3)=80%]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响,分析了其影响机理.结果表明,在Ti/[ψ(Al2O3)=80%]的Al2O3复合材料中掺入Nb元素,材料的微观组织形貌得以细化,性能有了较大提高.随Nb掺量的增加,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小,当掺量为ψ=1.5%时,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高,分别为98.13%、501.06MPa和20.31 GPa,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大,当掺量为ψ=2%时,其断裂韧性为5.24MPa·m1/2.     

烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

为了探究烧结温度对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响,通过四种温度(825、850、875、900 ℃)热压烧结,成功制备了铜基粉末冶金摩擦材料。研究了材料的微观组织、密度、硬度、抗压强度、摩擦性能,由此得到材料的较佳烧结温度。结果表明,在四种烧结温度下,材 料中的各元素能均匀地分布在Cu基体中。随着烧结温度的升高,密度、硬度、抗压强度和摩擦因数都先增大后减小,而孔隙率和磨损量先减小后增大。Cr能改善Cu与C之间的湿润性,提高金属基体与非金属组元之间的结合强度,从而使材料的密度增大;Ni、Mn能向Cu中扩散,形成固溶体,阻碍位错运动,提高材料的硬度。铜基粉末冶金摩擦材料较佳烧结温度为850 ℃,此时的密度为6.17 g/cm³,孔隙率为8.62%,维氏硬度为81.2,抗压强度为172.8 MPa,摩擦因数为0.37,磨损量为0.074 g。     

Nb对Ti/Al_2O_3复合材料力学性能的影响

研究了热压烧结条件下Nb元素对Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]复合材料相对密度、抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度等力学性能的影响 ,分析了其影响机理。结果表明 ,在Ti/ [φ(Al2 O3 ) =80 % ]的Al2 O3 复合材料中掺入Nb元素 ,材料的微观组织形貌得以细化 ,性能有了较大提高。随Nb掺量的增加 ,材料的相对密度、维氏硬度与抗弯强度先增大后减小 ,当掺量为 φ =1.5 %时 ,其相对密度、抗弯强度、维氏硬度达到最高 ,分别为 98.13%、5 0 1.0 6MPa和 2 0 .31GPa ,断裂韧性随Nb掺量的增加而增大 ,当掺量为 φ =2 %时 ,其断裂韧性为5 .2 4MPa·m1/ 2 。     

低温烧结3Y-TZP陶瓷的力学性能和耐磨性能

研究了低温烧结 3Y_TZP的烧结性能、力学性能以及耐磨性能 .经成型后的ZrO2(x(Y2 O3 ) =3% )在常压、12 5 0～ 145 0℃温度下 2h烧成 .由于该粉料有很高的烧结活性 ,在 130 0℃低温烧成下就获得了相对密度大于 99%的烧结体 ;在 140 0℃烧成温度下3Y_TZP获得最佳的力学性能和耐磨性能 ,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到95 3MPa ,9.1MPa·m1/2 和 12 .7GPa .应力诱导相变是主要的增韧机理 .     

氧化锆流延基片的烧结温度及其性能研究

比较了3种不同的烧结温度对氧化锆流延基片性能的影响.结果表明,随着烧结温度的升高,基片的收缩率和相对密度增加、硬度增加、气孔率减小、晶粒和气孔的平均尺寸均有所增加.在1 500 ℃保温3 h可以获得较高的致密度(相对密度97.8%)和合适的晶粒尺寸,试样在1 073 K时离子电导率为1.187×10-2S·cm-1,烧结体物相主要为四方相.     

不同温度下微波烧结Fe-Cu-C的性能

对微波烧结Fe-2Cu-0.6C粉末冶金材料进行探索性研究,研究不同烧结温度下微波烧结样品的性能和显微组织,并与相同温度下的常规烧结样品进行对比.研究结果表明:与常规烧结相比,微波烧结可得到较高的烧结密度以及较高的抗拉强度和伸长率,两者的洛氏硬度相当;微波烧结样品在1150℃时性能最佳,密度为7.20g/cm3,抗拉强度为413.90 MPa,洛氏硬度为HRB75;微波烧结样品具有良好的微观结构,即小的、近圆形且均匀分布的孔隙结构,从而也有利于获得细小的晶粒和较高的致密度;微波烧结与常规烧结相比,样品具有更多片状和粒状珠光体,能显著改善其性能.     

MnO2对8YSZ低温活化烧结及其性能的影响

以MnO2为8YSZ的烧结助剂,研究MnO2含量和烧结工艺参数对8YSZ活化烧结及其性能的影响.采用阿基米德排水法、维氏显微硬度仪、电子万能试验机对烧结块体的致密度、硬度和抗弯强度进行分析,并使用扫描电子显微镜(SEM)、X线衍射分析(XRD)对其微观形貌和相组成进行表征.实验结果表明:块体的致密度随着MnO2含量的增加而逐渐增加,当MnO2添加量为3％时获得了最好的烧结效果;随着温度的升高,块体致密度也逐渐增加,在1300℃烧结4h时,致密度达到了98.59％:在此条件下,样品的硬度与抗弯强度均为最佳,分别为1830.21(HV)与235.46 MPa.     

硼化钽（TaB）高温高压烧结体硬度的研究

采用国产DS6×800T铰链式六面顶压机技术,对过渡金属TaB粉末进行了高温高压烧结,并采用金刚石菱形压痕法对TaB维氏硬度进行了测量.在加载负荷为29.4N时,烧结压力为4GPa,烧结温度分别为900和1100℃时,测试得到TaB陶瓷的硬度分别为7.7±0.4和10.5±0.7GPa.说明在同一压力条件下,温度越高致密性越好,通过阿基米德法,计算得到了TaB的相对密度为13.5g/cm3.     

高技术陶瓷的微波快速烧结研究

介绍了一种用于制备高技术陶瓷的新型烧结技术——微波烧结。通过微波烧结腔合理设计,保温结构布置与负载阻抗匹配,对氧化锆增韧氧化铝(ZTA),四方相多晶氧化锆(TZP)和氮化硅(Si_3N_4)陶瓷实现了快速烧结,并达到较高致密度。扫描电镜,X射线衍射分析和力学性能测试结果表明,与常规烧结方法相比,微波烧结不但可显著缩短烧结时间,并可获得晶粒细小均匀的陶瓷显微结构。     

ZrB2 SiC/Zr Al C复合材料的制备与性能

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备原位自生纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料,研究不同烧结温度对纳米层状Zr Al C相改性ZrB2 SiC复合材料的物相组成、微观结构和力学性能的影响,并探讨材料的强韧化机制.结果表明:在1 500,1 600,1 700 ℃烧结温度下,均原位合成了纳米层状Zr Al C相,厚度在几十纳米到几百纳米之间;烧结温度从1 500 ℃升高到1 700 ℃时,复合材料的断裂韧性由（4.51±0.04） MPa·m1/2提高至（5.04±0.02） MPa·m1/2,维氏硬度由（7.3±1.1） GPa提高至（14.2±1.1） GPa,断裂韧性和维氏硬度分别提高约12%和95%;随着烧结温度的升高,试样的致密度提高,气孔减少,晶粒间结合更紧密,断裂韧性和维氏硬度都逐渐增大.     

烧结温度对BN/Ni(Cr)自润滑材料组织与性能的影响

以Ni-20％Cr(质量分数)合金粉末作为基体材料,添加体积分数为31.4％的六方BN(h-BN)作为固体润滑剂,采用粉末冶金法制备BN/Ni(Cr)自润滑复合材料.研究不同烧结温度对该复合材料硬度、弯曲强度和孔隙率以及显微组织的影响.研究结果表明:BN/Ni(Cr)自润滑材料的硬度和抗弯强度与Ni-Cr颗粒烧结颈的形成、长大以及孔隙率的变化有关;当烧结温度不超过1 180℃时,随着温度的升高,BN/Ni(Cr)复合材料的孔隙率下降,硬度和弯曲强度均呈上升趋势.     

低温烧结法制备Al2O3多孔陶瓷及性能研究

为降低氧化铝粉体合成温度、缩短反应时间,采用低温燃烧法合成了氧化铝粉体,并将粉体进一步制备成多孔氧化铝陶瓷.具体实验过程为:将滤纸浸渍在Al3+浓度不同的前驱体溶液中,在马弗炉中干燥和引燃滤纸;用H2 O2溶液处理低温燃烧合成的粉体,再将制备的粉体压制成型后于不同温度下烧结.研究了溶液中Al3+浓度和烧结温度对多孔氧化铝陶瓷的显气孔率、维氏硬度和气孔孔径的影响规律.实验结果表明:随溶液中Al3+浓度的增加,多孔氧化铝陶瓷的显气孔率和吸水率增加,氧化铝晶粒尺寸略有增大,维氏硬度降低;随烧结温度的升高,多孔氧化铝陶瓷的吸水率、显气孔率和维氏硬度皆呈下降趋势.     

烧结工艺对Si3N4陶瓷显微结构及性能的影响

文章研究了烧结温度、时间对Ｓｉ３Ｎ４陶瓷材料显微结构与性能的影响，微观结构与断裂韧性、抗弯强度的关系．结果表明：在一定烧结温度下，随保温时间增加，材料体积密度、β相相对含量增加，断裂韧性显著提高，使相变过程滞后，并在试样断口上发现了明显的棒状组织拔出和折断痕迹，保温时间一定时，存在最佳烧结温度