异丁烯-马来酸酐共聚物凝胶注模成型制备多孔氮化硅陶瓷

以不同粒径的氮化硅粉为原料,采用异丁烯-马来酸酐共聚物凝胶注模成型制备多孔氮化硅陶瓷,研究不同粒径氮化硅颗粒在异丁烯-马来酸酐共聚物水溶液中的分散性及氮化硅颗粒浆料的流变性能,对烧结样品的物相、微观形貌和结构以及介电性能进行表征与分析。结果表明：粒径小于0.5μm的氮化硅颗粒在异丁烯-马来酸酐共聚物水溶液中更易团聚而沉降,氮化硅颗粒浆料的黏度、切应力比粒径为1～3μm的氮化硅颗粒浆料的大;不同粒径原料制备的氮化硅陶瓷的主晶相为α-氮化硅和β-氮化硅,样品的烧结收缩率、密度差异较小,孔隙率约为20%,抗弯强度均大于400 MPa。     

高钙粉煤灰制备低导热高强度陶瓷材料及其表征

从泰国Mae Moh发电厂收集的高钙粉煤灰（HCFA）被用作陶瓷生产的原料。X射线荧光表征下HCFA主要成分为28.55wt% SiO₂、16.06wt% Al₂O₃、23.40wt% CaO和17.03wt% Fe₂O₃。由于钙质和铁质含量比例较高,使用HCFA替代钾长石,用量为10wt%–40wt%。研究了替代高钙粉煤灰（0–40wt%）和烧结温度（1000–1200°C）对陶瓷基材料的物理、机械和热性能的影响。结果表明,加入适量的HCFA可以提高陶瓷样品的致密化程度和强度,降低陶瓷样品的导热系数。粉煤灰中高比例的钙质和铁质成分促进了陶瓷样品的玻璃化行为。研究结果说明,在最佳粉煤灰含量和烧结温度下,液相的形成促进了致密化。此外,这些组分还促进了更丰富的莫来石形成,从而提高了陶瓷样品的弯曲强度。在1150–1200°C烧结温度下,添加10wt%–30wt%的粉煤灰,可获得最佳陶瓷性能。在 1200°C、 吸水率几乎为零（0.03%）时,添加粉煤灰10wt%–30wt%（PSW-FA(10)–(30)）的FA陶瓷样品的最大弯曲强度在92.25–94.71 MPa范围内。就隔热材料而言,粉煤灰添加量的增加对热导率有积极的影响,这是因为陶瓷FA样品内部无机分解反应产生的气体产生了更高的孔隙度。在1150°C烧结的陶瓷样品中添加20wt%–40wt%的高钙粉煤灰可将热导率降低14.78%–49.25%,同时保持可接受的弯曲强度值（~45.67–87.62 MPa）。基于其表现出良好的机械和热性能,利用这种高钙粉煤灰作为粘土成分的替代原料制造瓷砖是可行的。     

光固化3D打印羟基磷灰石工艺参数优化

采用光固化3D打印技术,以羟基磷灰石、光敏树脂和分散剂为原料,成型后通过脱脂烧结得到支架样品,研究了球磨时间、粉体粒径尺寸、配比及不同种类分散剂对浆料黏度的影响．通过优化工艺参数及热重分析,扫描电子显微镜和黏度测试等技术方法对制备的支架试样进行了分析．结果表明:浆料的最佳球磨时间为120 min;采用油酸作为分散剂,羟基磷灰石采用15 wt%的纳米羟基磷灰石+85 wt%的微米羟基磷灰石的粉体配比可获得最佳的流动性,以此光固化3D打印后烧结制备的HAP支架材料具有较好性能．     

热处理对粉末注射成形钛合金的组织与性能的影响

采用粉末注射成形方法制备了钛合金坯体,利用溶剂脱脂和热脱脂方法脱除坯体中粘结剂,并在真空气氛下烧结致密钛合金样品.真空烧结后,经960 ℃和140 MPa热等静压处理,在720～760 ℃进行1～1.5 h退火处理获得的样品微观结构为均匀的双态组织,由许多等轴较小的α晶粒和少量尺寸较小的β晶粒组成.XRD分析结果表明,当退火温度高于800 ℃时,样品存在Ti3Al杂质相.     

烧结温度和粒度分布对多孔氧化硅陶瓷型芯材料性能的影响

采用热压注法制备了纯氧化硅多孔陶瓷型芯材料样品, 研究了烧结温度和陶瓷粉末粒度分布对陶瓷材料烧结后的组织和性能的影响. 结果表明, 随着烧结温度的升高, 样品的气孔率逐步降低, 室温和高温抗弯强度均相应提高. 当烧结温度为1 200°C时, 烧结收缩率为2.75%, 气孔率为24.69%, 室温抗弯强度达到25.3 MPa, 高温抗弯强度达到44.23 MPa; 当烧结温度超过1 200°C时, 室温和高温抗弯强度均明显降低, 而收缩率和气孔率变化不明显. 通过样品断口形貌和相应物相分析发现, 不同烧结温度下样品致密度和方石英含量的不同是造成陶瓷型芯室温和高温抗弯强度变化的主要原因, 而粒度分布能够显著影响型芯材料的气孔率、收缩率和抗弯强度. 在本实验中, 具有如下粒度分布的型芯材料的综合性能最佳: 10 μm以下约为25.33%, 10∽30 μm约为38.16%, 30∽50 μm约为28.74%, 50 μm以上约为7.77%, 最大粒径不超过95 μm.     

600碳化硅陶瓷的粉末注射成形及其导电特性

研究了碳化硅陶瓷的粉末注射成形工艺,分析了成形工艺及烧结助剂对其显微组织及力学性能的影响,探索了粉末注射成形碳化硅陶瓷的导电特性。以碳化硅为助剂的固相烧结温度为2100℃,脱脂坯烧结后具有最高的真实密度（3.12g/cm3）,相对密度达97.5%,烧结后试样由固相碳化硅组成,XRD及TEM能谱分析表明试样内部无残余氧化硅,制品晶粒平均尺寸小于1μm,室温弯曲强度达345MPa。采用直流电流电压测试方法,测定了粉末注射成形方法制得的SiC陶瓷在室温至800℃范围内的直流电导率。     

热压制备KTa1—xNbxO3铁电陶瓷及性质

本文详细地研究了通氧热压烧结参数(T,P,t)对KTN铁电陶瓷密度的影响,获得优化烧结条件;制备出密度为理论值的98.4%,电阻率为10~(12)Ω·cm的KTN陶瓷.对KTN陶瓷的介电性能和热释电系数测量表明:成份为x=0.5和0.6的样品在室温范围内,介电常数为2000,介电损耗tanδ=0.002,热释电系数λ=2×10~(-8)coul/cm~2K.该陶瓷材料可用于制作热释电探测器.     

气氛和温度对AlON透明陶瓷热腐蚀的影响

以氧化钇为烧结助剂，在流动氮气气氛下，经1880 ℃保温10小时获得AlON陶瓷.将所得到的陶瓷样品研磨抛光后分别在氮气（常压）气氛下1750℃,1680℃,1650℃和真空(<1.0*10-3Pa)气氛下1680℃,1650℃进行热腐蚀．保温时间均为2小时．然后将上述经热腐蚀后的各样品用扫描电子显微镜对其腐蚀表面进行了观察，进而研究气氛和温度对AlON陶瓷热腐蚀的影响．通过对以上结果的分析比较得到AlON热腐蚀的最佳条件为真空(<1.0*10-3Pa)条件下1650℃．最后对新生晶粒组成成份、产生的原因以及温度对陶瓷表面腐蚀程度的影响也进行了分析．     

氮化硅陶瓷添加剂和制备工艺的研究进展

随着对氮化硅陶瓷研究的不断深入,其热学性能、介电性能有了极大的改善,使之可应用在电子器件等领域。总结了制备氮化硅陶瓷材料所使用的烧结助剂,包括氧化物烧结助剂、非氧化物烧结助剂和其他烧结助剂;比较了氮化硅陶瓷材料的烧结方式,包括热压烧结、气压烧结、放电等离子烧结、无压烧结和反应烧结;论述了与氮化硅相关的复合材料的研究进展;展望了氮化硅陶瓷材料研究的发展趋势。     

B4C-TiB2-SiC复合陶瓷的SPS制备及组织性能研究

针对B₄C陶瓷烧结性能较差、成本较高的技术问题,提出了一种新型的B₄C基复合陶瓷的制备方法. 该方法以B₄C、Ti₃SiC₂及Si的混合粉作为初始粉体,通过放电等离子烧结技术（SPS）制备第二相（TiB₂+SiC）质量分数为30%的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷,利用SPS特殊的烧结机制以及烧结过程中的原位放热反应,有效提升了B₄C陶瓷的烧结性能,降低了B₄C陶瓷的制造成本. 研究结果表明,在烧结温度为1650 °C,保温时间为5 min,烧结压力为50 MPa的条件下,制备得到了具有较高致密度（98.5%）的B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷. 随着烧结压力的增加,B₄C-TiB₂-SiC复合陶瓷的硬度逐渐增大,断裂韧性不断减小,而复合陶瓷的弯曲强度则呈现出先缓慢增加后迅速增大的变化趋势.      

添加剂对硅砖性能与结构的影响

以硅石为主要原料,以氮化硅、碳化硅、金属硅和熔融石英为添加剂,其添加剂加入量分别为1%、3%、5%。采用石灰乳和铁鳞为矿化剂,试样成型压强为100 MPa,试样烧成温度为1400℃保温3 h。研究了不同添加剂及其含量对试样烧结性能、物相成分、显微结构及抗热震性能的影响。试验结果表明：随添加剂引入量的增加,线变化率与显气孔率呈现先下降转而上升的趋势,抗折强度、体积密度与热震残余强度先上升转而下降,真密度为逐步降低。引入不同含量的氮化硅,其热膨胀率均小于未加添加剂的对比试样。引入5%氮化硅的试样,其鳞石英含量高达80%,显微结构致密。     

熔融石英晶化抑制与烧结性能

以〈0．040mm的熔融石英粉体为原料,以五氧化二磷、氧化钛、氧化铝、硼酸、氮化硅为添加剂,试样成型压强为50MPa,试样经1200℃、1300℃、1400℃、1500℃分别保温1小时烧成,对烧后试样进行抗折强度、气孔率、热膨胀率、XRD、SEM的测定,研究添加剂种类与含量对熔融石英晶化与烧结性能的影响。试验结果表明：对于1300℃烧结后的试样,添加剂氧化铝、氮化硅的引入对熔融石英的晶化具有明显的抑制作用。引入氧化钛、氮化硅的熔融石英试样的抗折强度较高,具有较好的烧结性能。引入五氧化二磷的试样烧结程度差,该添加剂具有促进熔融石英晶化的作用。     

熔融石英晶化抑制与烧结性能

以＜0.040 mm的熔融石英粉体为原料,以五氧化二磷、氧化钛、氧化铝、硼酸、氮化硅为添加剂,试样成型压强为50 MPa,试样经1200 ℃、1300 ℃、1400 ℃、1500 ℃分别保温1小时烧成,对烧后试样进行抗折强度、气孔率、热膨胀率、XRD、SEM的测定,研究添加剂种类与含量对熔融石英晶化与烧结性能的影响.试验结果表明:对于1300 ℃烧结后的试样,添加剂氧化铝、氮化硅的引入对熔融石英的晶化具有明显的抑制作用.引入氧化钛、氮化硅的熔融石英试样的抗折强度较高,具有较好的烧结性能.引入五氧化二磷的试样烧结程度差,该添加剂具有促进熔融石英晶化的作用.     

聚丙交脂-乙交酯纤维的温压成形

通过溶液沉析纺丝法制备聚丙交酯-乙交酯(PLGA)纤维,观察纤维的形貌并对其进行XRD和SEM表征.采用纤维温压成形法控制压力和温度得到条形的PLGA材料结合试样断口分析,研究成型压力与温度对PLGA材料的力学性能的影响.研究结果表明:非晶多孔结构的PLGA纤维可通过溶液沉析纺丝的方法获得,其孔径为0.1～ 1.0 μm;压制压力和压制温度对材料的力学性能影响较大,材料的抗弯强度、剪切强度和抗弯模量均随着温度和压力的增大而先增大后降低;在压制压力为105 MPa,压制温度为160 ℃时,试样的力学性能比较理想,此时,其抗弯强度可达到187.3 MPa,剪切强度达到100.1 MPa,抗弯模量达到2.5 GPa,可望作为非承重部位骨折愈合内固定材料.     

Mesoporous fibrous silicon nitride by catalytic nitridation of silicon

The catalytic effect of metal oxide/alumina whiskers(CeO_2, Mn_3O_4, NiO, Co_3O_4, Fe_2O_3, Cr_2O_3/AW) was evaluated on their ability to drive the nitridation of silicon and to generate mesoporous fibrous silicon networks.Silicon powder with different particles size along with the catalyst was nitridized at 1300 °C for 5 h in nitrogen and nitrogen diluted with 10 vol% ammonia atmospheres. Nitridation degree of silicon up to 99% was recorded using 1.5 wt% CeO_2 and Fe_2O_3 catalysts in nitrogen-ammonia atmosphere. The catalyzed samples contain submicronic silicon nitride fibres with a diameter of 400–500 nm and a length of up to few micrometers. The compressive strength of 46 ± 1 MPa was measured for silicon samples catalyzed with nickel oxide/alumina whiskers and nitridized in N_2/10 vol%NH_3 atmosphere. Porous silicon nitride networks were produced with 45–52% porosity, pore sizes in the range of 370–1200 nm and median pore in the range of 495–1655 nm.     

基于流态化技术硅粉直接氮化制备氮化硅粉

提出了一种基于流态化技术,利用硅粉直接氮化制备氮化硅粉的新工艺。在常温下,以氮气为载气,将硅粉快速流化并夹带离开供料装置,硅粉和氮气组成的气-固两相流进入到预热器中,预热后的混合物从底部进入到高温悬浮床的高温区,以稀相气力输送的方式连续穿过高温悬浮床,在高温常压下发生燃烧合成反应,最后在出口经冷却装置冷却后,由收集装置收集,得到氮化产物。借助SEM、XRD、元素分析和FTIR等方法分析了氮化产物的形貌、物相组成、化学成分以及价键结构。实验结果表明：对于平均粒径为2.7μm的硅粉,在反应温度为1653K, 反应时间为2.7min时,硅的转化率为53.4%,氮化产物为非晶氮化硅粉。通过理论预测,如果将反应温度升高至1723K,硅粉氮化7.1min后,其转化率可达99%。本文提出的方法可连续制备优质氮化硅粉,而且比现有的其他制备方法具有更高的生产效率。     

氧化物结合碳化硅复合材料的研究

通过对氧化物结合碳化硅复合材料中添加的氧化物种类和数量，以及烧结温度、试样尺寸的分析发现：氧化钙的加入有利于试样抗弯强度的提高；氧化硅的质量分数为0.5%时试样抗弯强度最高，达42.3MPa；最高烧结温度为1530℃时试样无晶粒长大现象，抗弯强度较高；试样的强度有明显的尺寸效应，尺寸越大，既试样的有效体积越大，则试样的断裂概率越大，抗弯强度越低。     

PECVD沉积氮化硅薄膜的透过率研究

研究了用PECVD薄膜沉积设备制作氮化硅薄膜的透过率。通过改变沉积工艺参数,研究了沉积温度、射频功率、SiH4流量和腔体压强对薄膜透过率曲线的影响,并分析影响原因。     

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.