原位增韧β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷

通过XRD, SEM和力学性能测试研究了β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷热压烧结的致密化、相组成、力学性能和微观结构.结果表明,β-Si3N4/α-Sialon复相陶瓷综合了β-Si3N4和α-Sialon的力学性能,可通过改变起始粉末的组成,可以调整相组成及裁剪材料的力学性能.由于加入具有大的长径比的物相β-Si3N4,提高了材料的强度和韧性.     

Si3N4的结构状态对放电等离子烧结制备Sialon陶瓷的影响

以纳米非晶-Si3N4、微米α-Si3N4、微米AlN、纳米Al2O3和纳米Y2O3为初始原料,采用放电等离子烧结工艺制备了Sialon陶瓷。通过调整配方中Si3N4对应原料的种类,研究了不同结构的Si3N4对合成Sialon陶瓷的影响。通过XRD和SEM对试样的物相和显微结构进行了表征,同时测试了试样的体积密度、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度。实验结果表明,配方中的Si3N4全部采用α-Si3N4,经SPS烧结后可获得α/β-Sialon陶瓷,当用纳米非晶-Si3N4逐步替换α-Si3N4时,所合成的Sialon陶瓷中的α-Sialon晶相的相对含量减少;当全部采用纳米非晶-Si3N4时,则试样中仅含有β-Sialon相。     

O''''-Sialon-ZrO2复相材料反应烧结过程中的相组成及显微结构研究

研究了CaO稳定的氧化锆、锆英石、Si3N4及活性α-Al2O3体系反应烧结制备O＇-Sialon—ZrO2复相材料过程中物相组成的变化及显微结构特征一结果表明，1550℃下体系中已经形成了所谓的过渡液相，这种过渡液相的存在，加速了锆英石的分解，促进了O＇-Sialon“溶解-扩散-再结晶”的结晶过程。1600℃及以上温度烧后，锆英石完全分解，随着烧结温度的提高，基质中O＇-Sialon针状晶体发育长大并形成了比较紧密的、晶体间相互交织的显微结构，与此同时，由于Ca^2＋的脱溶，稳定氧化锆骨料大晶粒分解为相对细小的m-ZrO2。     

配料组成对富硼渣合成(Ca;Mg)α′-Sialon/BN陶瓷粉体的影响

以富硼渣为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了组分为(Ca,Mg)xSi12-3xAl3xOxN16-x(x=0.3,0.6,1.0,1.4和1.8)的(Ca,Mg) α′-Sialon/BN陶瓷粉体.利用XRD,SEM和EDX检测手段研究了x值对合成产物相组成和显微形貌的影响.结果表明:α′-Sialon含量随着x值的增大逐渐增加,当x=1.4时,α′-Sialon含量达到最大值.继续增大x值,产物中α′-Sialon减少,而Al N增多,并出现一定量的15R(Si Al4O2N4).当x≥1.4时,α′-Sialon晶粒为长柱状.     

复相α/β-Sialon的合成及其烧结研究

通过-αSialon原料中加入Si,Al,Al2O3,在流动N2气氛中烧结,生成复相α/-βSialon材料.运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对不同烧结温度试样的晶型、微观形貌进行了表征.主要探讨了不同的烧结温度对试样的耐压强度和体积密度的影响.结果表明:1 500℃材料烧结时,能制备出致密、耐压强度高的复相α/-βSialon材料.     

烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响

使用一步烧结法制备了表面含脱β层的梯度结构硬质合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针微区分析仪观察了梯度硬质合金的微观形貌、相组成及成分分布情况,分析了脱β层梯度结构合金样品的典型组织及烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响.结果显示:随着烧结温度的提高和保温时间的延长,脱β层的厚度均明显增加,且脱β层的厚度与保温时间的平方根基本呈线性关系;在同样的烧结工艺条件下,脱β层的厚度随着钴含量的增加而增大,随Ti(C,N)含量的增加而减小.     

α相与β相比例对TC6钛合金力学性能的影响

 通过热处理方法获得TC6钛合金3种典型组织,利用电液伺服材料试验机测定3种组织的静态力学性能,通过专用图形分析软件测定3种组织中α相与β相比例,对比分析了α相与β相比例对TC6钛合金静态力学性能的影响.结果表明:组织中α相比例增大(即β相比例减少)时,相应组织塑性也增大,而强度随着α相比例增大(即β相比例减少)而减小.     

铁基非晶复合材料的磁学性能研究

采用水冷铜坩埚磁悬浮熔炼和负压铜模吸铸法,制备了Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(wt.%)非晶复合材料,由XRD表征试样的物相组成,采用VSM结合M-H曲线和B-H曲线分析Cr元素含量变化对非晶复合材料磁学性能的影响.结果表明:Fe-15Mn-5Si-xCr-0.2C(x=1、2、4、6、8、10、12、13、14)试样由α-Fe相、γ-Fe相和非晶相三部分组成.Cr元素含量的增加使得合金混合焓减小而混合熵增加,Fe-15Mn-5Si-14Cr-0.2C试样中非晶相和α-Fe相的协同作用,使得试样的软磁性能最优,其矫顽力和饱和磁感应强度分别达到为16.12 A/m、5.1 T.     

烧结工艺对合成莫来石晶相结构的影响

讨论不同烧结温度和保温时间对利用铝厂工业污泥与硅石为原料合成的莫来石材料晶相结构的影响.采用XRD和SEM表征各试样的晶相组成和显微结构.实验结果表明:污泥和硅石经高温煅烧各试样最多存在3Al2O3.2SiO2,Al2O3.SiO2和α-Al2O33种晶相,分析结果确定最佳烧成温度为1 480℃,保温时间为5 h,该条件的合成料中3Al2O3.2SiO2的含量达86.8%.     

铝硅合金中的六角形铁相

研究了亚共晶成分的铝硅合金Al-4%Si-2?-1%Mn中铁相形态与熔体处理的关系,发现六氯气烷精炼强烈促进初生α铁相的产生。在未经精炼处理时,合金微观组织中的铁相基本呈发达的树枝状,只有少量为初生汉字状铁相。用六氯乙烷精炼后,合金的组织中开始出现大量六角形的初生相。这种六角形铁相的形貌受冷却速度的影响较大。在精炼以后对合金长时间保温对该六角形铁相的出现和形态没有影响。由六氯乙烷精炼导致合金中大量六角形初生α铁相出现,可能是六氯乙烷精炼提高了α铁相的形核温度。     

水韧处理对TiC基高锰钢结合金组织与性能的影响

系统研究了水韧处理对TiC基高锰钢结合金力学性能的影响,并通过分析合金在处理前后显微组织结构和微区成分的变化阐述了其中的内在关系.经过1 050℃×6h水韧处理后,真空烧结试样的抗弯强度和冲击韧性分别提高154.6%和125.3%;对低压烧结试样则分别提高61.81%和45.38%;对真空烧结+低压烧结试样也分别提高65.59%和32.90%.研究结果表明,水韧处理能够显著提高烧结态TiC基高锰钢结合金的抗弯强度和冲击韧性.因此,对烧结态TiC基钢结合金进行水韧处理或者高温成分均匀化热处理十分必要,有利于充分发挥其性能潜力.     

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。     

石英质捣打料的烧结性能研究

以大容量中频炉用石英质捣打料为对象,研究在不同烧结温度、添加不同含量促烧剂条件下烧结捣打料的性能。结果表明,石英平均晶粒度为550μm;α-磷石英向α-方石英的相变温度约为1 250℃;随着促烧剂含量的增加,1 100℃烧结试样的线变化率总体呈增大趋势,1 600℃烧结试样的线变化率先增大后减小,试样的显气孔率总体呈降低趋势,捣打料的耐压强度均随促烧剂含量的增加而逐渐增大;促烧剂对捣打料中温烧结强度影响明显,其高温烧结则主要依赖于石英粉体。     

原位合成(O''+β)-Sialon/莫来石复合材料

以粉煤灰和炭黑为原料,采用碳热还原氮化法原位合成了(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料.通过XRD和SEM研究了配炭量对合成材料相组成和显微结构的影响,并分析了材料的生成过程.研究结果表明,增加配炭量有利于O′-Sialon和β-Sialon的生成;将粉煤灰与炭黑质量比为100/42和100/56的试样加热至1 350℃并保温6 h可以合成(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料,且合成材料中O′-Sialon和β-Sialon多以粒状形式存在,平均粒径约为1μm;(O′+β)-Sialon/莫来石复合材料的生成过程包括O′-Sialon和β-Sialon的生成及O′-Sialon向β-Sialon的转化过程.     

塑性变形对TiNbTaZr合金微观结构的影响

用透射电子显微镜对不同轧制变形量的TiNbTaZr合金进行观察分析,结果表明:该合金轧制前为单相β相,轧制后出现应力诱发马氏体α"相,变形主要以位错-滑移为主,有少量马氏体α"相形成,马氏体α"相为正交晶系,单胞参数a=0.3152 nm,b=0.4854 nm,c=0.4642 nm;β相与马氏体α"相的位向关系为(011)β//(010)α″,(011)β//(002)α″,(100)β//(100)α″,[100]β//[100]α″。硬度检测表明:TiNbTaZr合金的硬度值随变形量的增大而增加,变形过程中形成的高密度位错是硬度值增大的主要原因。     

水韧处理对TiC基高锰钢结合金组织与性能的影响

研究了水韧处理对TiC基高锰钢结合金力学性能的影响,并通过分析合金在处理前后显微组织结构和微区成分的变化,阐述了其中的内在关系.经过1 050℃×6h水韧处理后,真空烧结试样的抗弯强度和冲击韧性分别提高了154.6%和125.3%;低压烧结试样则分别提高了61.81%和45.38%;真空烧结+低压烧结试样也分别提高了65.59%和32.90%.研究结果表明,水韧处理能够显著提高烧结态TiC基高锰钢结合金的抗弯强度和冲击韧性.     

δ′相(Al3Li) 早期沉淀过程的计算机模拟

通过计算二元铝锂合金中锂原子的占位几率,得出δ′相(Al3Li) 早期沉淀的长程序参数和成分偏离序参数,并对原子有序化和成分相分离过程进行了研究.结果表明:当合金在相图上处在失稳区时,有序化过程首先完成,而后进行成分相分离,即先发生等成分有序化,后进行失稳分解;在失稳区同一温度下,随浓度减小,有序化和成分相分离的孕育期变长.当合金位置处于亚稳区时,合金有序化与成分相分离耦合两过程同时进行.研究还发现:随合金在相图上的位置由失稳区向亚稳区过渡,有序化速度变慢.     

ZrO2(3Y)增韧增强WC-20%Co金属陶瓷复合材料

采用热等静压真空烧结工艺制备了不同含量ZrO2(3Y)/WC-20%Co金属陶瓷复合材料.对复合材料进行了硬度、抗弯强度和冲击韧性等力学性能测试,用扫描电子显微镜(SEM)分析了微观组织及冲击断口成分,用X射线衍射定量分析计算了力学性能试验前后t→m相变量.实验表明:ZrO2(3Y)在WC-20%Co基体中呈球形,均匀分布在Co相和WC相中,该复合材料抗弯强度和冲击韧性明显提高,硬度指标提高不明显.     

热压烧结α-SiC陶瓷基复合材料力学性能的研究

以α-SiC为原始粉体,采用1 800℃热压烧结工艺制备了BAS/SiC复合材料.利用阿基米德排水法、XRD、SEM、三点弯曲和单边切口梁法等分析测试手段研究了复合材料的致密度、物相组成、断口形貌及室温力学性能.实验结果表明,随着BAS含量的增加,复合材料的致密度增大,其相应的力学性能也有很大的提高.而复合材料的物相不受BAS含量的影响,只有六方BAS和α-SiC两相组成.     

冷却方式及时效处理对580℃气体渗氮层的影响

工业纯铁(厚度为1mm)经580℃气体渗氮4h后进行不同方式(油淬,炉冷)的冷却,然后对油淬的试样进行自然时效和100~220℃的人工时效.采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、维氏显微硬度计和拉伸疲劳实验机等研究了不同热处理条件下渗氮层的微观组织结构和力学性能.结果表明:渗氮试样完全由化合物层和扩散层组成,冷却方式不改变化合物层的厚度和最外层的相结构,却显著影响扩散层的微观组织和力学性能.油淬试样的扩散层在自然时效过程中形成大量的氮原子团簇从而产生了自然时效强化;人工时效可以控制油淬试样扩散层中析出相的种类和数量,低温时效的析出相主要为α′′-Fe16N2相,较高温度时效的析出相主要为γ′-Fe4N相;自然时效样品具有很高的硬度和强度,人工时效样品的硬度和强度随时效温度的升高而降低,较高温度时效有助于提高延伸率;化合物层对渗氮层的强度没有很大影响,但却显著降低了渗氮层的拉伸疲劳强度.