SiC晶须补强ZTA（Y）陶瓷基复合材料的研究

本文将高强、高模量的ＳｉＣ晶须引入以Ｙ２Ｏ３稳定的ＺｒＯ２（ｔ）相变增韧Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料［即ＺＴＡ（Ｙ）］中．研究了不同晶须含量对复合材料的抗弯强度和断裂韧性的影响．实验结果表明，ＳｉＣ晶须能明显提高ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷基复合材料的强度和韧性，体积含量为２０％的ＳｉＣ晶须的复合材料性能可达：σｂｂ＝８３０ＭＰａ，Ｋｉｃ＝９．８ＭＰａｍ１／２．通过与ＳｉＣｗ／Ａｌ２Ｏ３复合材料系统的比较分析，认为ＳｉＣｗ／ＺＴＡ（Ｙ）复合材料中，由于热膨胀系数差异所产生的基体中的张应力可由诱导ＺｒＯ２（ｔ）的马氏体相变来缓解，其中存在着相变增韧和晶顺补强的双重强韧化机制     

ZrO_2增韧Al_2O_3／SiCw陶瓷复合材料研究

研究了热压烧结Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ（体积分数，下同）－ＺｒＯ２（摩尔分数为０．０２Ｙ２Ｏ３，记为ＺｒＯ２（０．０２Ｙ））陶瓷复合材料的力学性能及韧化机制。结果表明，在Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ陶瓷中添加ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）颗粒可使Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ材料进一步韧化和强化；室温下Ａｌ２Ｏ３＋０．２０ＳｉＣｗ＋０．３０ＺｒＯ２（０．０２Ｙ）复合材料的断裂韧性和抗弯强度分别可达１０．８５ＭＰａ·ｍ１／２和１２０７ＭＰａ。断口形貌和裂纹扩展途径的ＳＥＭ观察和ＸＲＤ分析结果表明，复合材料的增韧机制为裂纹偏转与绕过，晶须桥接与拔出以及相变增韧，并且晶须增韧与相变增韧具有良好的叠加性     

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。     

SiC晶须对Al2O3／TiN／ZrO2复合材料组织与性能的影响

研究了在ＺｒＯ２含量在１５ｗｔ％晶须含量对Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＮ／ＺｒＯ２／ＳｉＣｗ复合材料的显微结构与力学性能的影响。当ＳｉＣｗ含量由１０ｗｔ％增加到３０ｗｔ％时，弯曲强度σｆ和断裂韧性ＫＩＣ最高可达１１３４ＭＰａ和１２．２６ＭＰａ．ｍ＾１／２。用ＳＥＭ，ＴＥＭ观察分析了复合材料的表面抛光组织，断口形貌和微观结构。试验结果表明，复合材料强韧化机制主要为晶拔拔出，相变增韧，裂纹偏转和晶须与基体界面解高     

纳米ZrO_2颗粒强韧MoSi_2基复合材料

研究了热压纳米ＺｒＯ２粒子强韧ＭｏＳｉ２基复合材料的显微结构与力学性能，初步探讨了纳米ＺｒＯ２粒子的增韧补强机制．结果表明，复合材料的室温断裂韧性有了较大的提高，ＫＩｃ达到５．７９ＭＰａ·ｍ１／２．ＳＥＭ观察表明纳米ＺｒＯ２粒子既分布于基体材料的晶界同时也存在于晶粒内部，断口形貌呈现出沿晶与穿晶的混合型断裂特征．复合材料的韧化效应是由ＺｒＯ２粒子引起的相变韧化、晶粒桥接以及裂纹偏转等机制的综合作用．     

碳化硅、氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷的研究

在纳米氧铝粉中加入碳化硅晶须和纳米氧化铝粉，通过烧结得到细晶的氧化铝基复相陶瓷，达到了提高氧化铝陶瓷断裂韧性的目的．研究了Ｎａｎｏ－Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣ（ｗ）、ＺｒＯ２复相陶瓷的烧结温度、晶粒尺寸、ＳｉＣ（ｗ）含量等对细晶Ａｌ２Ｏ３基复相陶瓷材料断裂韧性的影响．采用纳米Ａｌ２Ｏ３粉，可使烧结温度大幅度下降，在１６００℃即可得到致密的细晶陶瓷材料．ＳｉＣ（ｗ）质量分数ｗ为１８％时可以得到较高的断裂韧性值，ＫＩＣ＝６．９６ＭＰａ·ｍ１／２．晶须增韧的机理仍然是晶须的拔出和断裂．加入ＺｒＯ２后，利用ＺｒＯ２的相变增韧的效果，可以使Ａｌ２Ｏ３基陶瓷材料的断裂韧性进一步提高．     

GPS ZrO2(Y-TZP)-Si3N4复合材料的显微结构

采用透射电镜和扫描电镜对气氛加压烧结（ＧＰＳ）和ＺｒＯ２（Ｙ－ＴＺＰ）－ＳｉＮ４复合材料的显微结构进行了研究,发现主晶相β－Ｓｉ３Ｎ４中普遍存在位错,但分散于氮化硅基体中的ＺｒＯ２对位错有钉扎作用;并且发现ＺｒＯ２（Ｙ－ＴＺＰ）－Ｓｉ３Ｎ４复合材料中存在晶界玻璃相结晶化现象。     

ZrO_2－TiO_2多孔陶瓷膜的制备研究

以Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４和Ｚｒ（ＮＯ３）４·５Ｈ２Ｏ为前驱物，用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备ＺｒＯ２－ＴｉＯ２多孔陶瓷膜，研究了不同Ｚｒ／Ｔｉ比和浓度对ＺｒＯ２－ＴｉＯ２干ｇｅｌ的影响．研究了不同Ｚｒ／Ｔｉ比和烧结过程对ＺｒＯ２－ＴｉＯ２多孔陶瓷膜结构的影响．制备出了孔径小（约１８ｎｍ）、孔径分布很窄、孔隙率较高（约３６％）、面积较大的ＺｒＯ２－ＴｉＯ２多孔陶瓷膜     

ZrO2—TiO2多孔陶瓷膜的制备研究

以Ｔｉ（ＯＣ４Ｈ９）４和Ｚｒ（ＮＯ３）．５Ｈ２Ｏ为前驱物，用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备了ＺｒＯ２－ＴｉＯ２多孔陶瓷膜，研究了不同Ｚｒ／Ｔｉ比和浓度对ＺｒＯ２－ＴｉＯ２干ｇｅｌ的影响，研究了不同Ｚｒ／Ｔｉ比和烧结过程对ＺｒＯ２－ＴｉＯ３多孔陶瓷膜结构的影响，制备了孔径小（约１８ｎｍ）孔径分布很窄，孔隙率较高（约３６％）面积较大的ＺｒＯ２－ＴｉＯ２多孔陶瓷膜。     

溶胶制备工艺对ZrO_2－Y_2O_3涂层性能的影响

用无机金属盐水解及有机醇盐中间体合成两种不同的工艺路线制备了ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３复合Ｓｏｌ（溶胶），对比了通过Ｄｉｐ－Ｃｏａｔｉｎｇ的方法在ＧＨ２２０／ＭＣｒＡｌＸ基体上形成致密ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３陶瓷涂层的能力，以及涂层在１０００℃的静态抗氧化性能．结果表明，金属有机醇盐工艺制备的ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３陶瓷涂层具有极其优越的高温静态抗氧化性能．无机金属盐水解所制备的ＺｒＯ_２－Ｙ_２Ｏ_３涂层抗氧化能力明显低于金属有机醇盐工艺．可能的原因是残留在涂层内的微量酸根离子使氧化和腐蚀过程加剧．     

氧化铝陶瓷的增韧

本文研究采用氧化锆相变增韧及晶须补强两条途径增韧氧化铝基复合陶瓷。 通过控制Y_2O_3在YPSZ(Y_20_3部分稳定氧化锆)的含量以及YPSZ在ZTA(氧化锆增韧氧化铝)的含量可以最大限度地使基质中氧化锆以亚稳四方相形式存在。 通过控制YPSZ的晶粒尺寸小于基质晶粒尺寸可使ZTA陶瓷的K_(1c)和σ_(bb)同时得到提高。 SiC晶须补强ZTA陶瓷,利用ZrO_2(t)相变作用缓解晶须引入基体的张应力,使材料得到双重韧化,提高了力学性能。     

ZTA—SiCw—TiC复相陶瓷材料强韧化机理研究

四方氧化锆相变增韧、碳化硅晶须补强、碳化钛粒子弥散强化，同时引入一个新的陶瓷基复合材料系统中产生了叠加的强韧化效果。热压ＺＴＡ－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ复相陶瓷材料与Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣｗ－ＴｉＣ相比具有更高的综合机械性能。碳化钛在基体中形成连续的骨架阻碍晶粒的长大，随着碳化钛含量的增加，基体的硬度明显增加。主要强韧化机理有相变增韧、晶须拔出、载荷转移、裂纹偏转等。基体的主要断裂方式为穿晶解理断裂。     

热压ZrO2/MoSi2复合材料的强韧化效果与机制

用纳米尺寸的ZrO2粒子对MoSi2的增韧补强效果及其作用机制进行了初步研究和探讨.结果证明不含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒对MoSi2的增韧效果显著,而含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒的增韧效果有限.前者的增韧机制主要以微裂纹增韧为主,致使室温断裂强度有所降低;后者主要是应力诱发的相变增韧为主,故断裂韧性与强度同时得到了提高.断口分析表明复合材料中ZrO2粒子使MoSi2的断裂模式从穿晶型向准解理穿晶或沿晶型"碎化"断裂模式转变,这种断裂模式的转变与断裂韧性的提高相对应.另外还发现应力诱发相变增韧效果有限可能与基体晶粒较粗以及纳米粒子在热压过程中的团聚长大有关.     

ZrO2 strengthened NiAl/Cr(Mo,Hf) composite fabricated by powder metallurgy

The ZrO2 ceramic particles strengthened NiAl/Cr(Mo,Hf) composite was fabricated from the rapidly solidified NiAl/Cr(Mo,Hf) pre-alloyed powder and the ZrO2 powder by powder metallurgy technique.Microstr...     

晶须增韧陶瓷基复合材料强韧化机制的评述

综述了晶须增韧陶瓷基复合材料的强韧化机制。近年来报道中常见的晶须的强化机制是载荷转移和基体预应力，韧化机制有裂纹偏转，晶须桥接和拔出，这些机制均决定于晶须／基体界面的性质。最后指出这一研究领域存在的问题     

Ni—ZrO2复合镀层中微粒与基质金属间的相互作用（Ⅰ）

利用ＳＥＭ、ＴＥＭ、ＸＲＤ等测试手段，对Ｎｉ－ＺｒＯ２复合镀层的组织结构进行了研究，实验表明，复合镀层中ＺｒＯ２微粒的存在，改变了基质金属Ｎｉ的晶体择优取向和点阵常数，从而证明了复合镀层中基质金属Ｎｉ与ＺｒＯ２微粒之间并不是简单的机械混合，其间存在相互证明。     

原位合成TiB_2颗粒增韧SiC的显微组织与断裂韧性

在前期对原位生成TiB2增韧SiC制备工艺研究的基础上,研究了TiB2/SiC复合陶瓷的显微组织与力学性能.研究发现:在φ(TiB2)介于5%~20%时,原位生成的TiB2相在SiC基体中的分布都比较均匀;当φ(TiB2)为5%和20%时,TiB2颗粒等面积圆直径平均值分别为2.6和3.9μm;另外,TiB2颗粒能起到明显细化SiC晶粒的作用.随着φ(TiB2)的增加,TiB2/SiC复合材料的相对密度、维氏硬度和断裂韧性均增大.当φ(TiB2)为20%时,复合材料相对密度、维氏硬度和断裂韧性分别为94.8%,29.1 GPa和5.9 MPa.m1/2.经优化工艺制备的TiB2/SiC复合陶瓷...     

ZrO2陶瓷表面Cu-Ti复合渗镀研究

应用加弧辉光复合渗镀技术和自制Cu-Ti二元金属复合靶,对ZrO2陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀。采用X射线能量色散谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)面扫描、X射线衍射(XRD)、声发射划痕等试验方法对渗镀层的元素组成、成分分布、相组成、界面结合强度进行分析测试。结果表明渗镀层中存在Cu、Ti及Fe元素,各组分分布较为均匀,没有明显的成分偏聚现象;渗镀层由Cu2Ti、Cu2Ti4O、Ti8O15组成;渗镀层与陶瓷基体结合良好,在100 N最大载荷下未出现剥离和崩落现象。     

WC-钢基复合材料断裂韧性与断口形貌特征

采用单边切口梁法（ＳＥＮＢ）测试了１２种工艺状态的ＷＣ增强钢基复合材料的断裂韧性Ｋｃ,并用扫描电镜观察了其断口形貌．试验表明ＳＥＮＢ法对于ＷＣ－钢基合金的断裂韧性测试适用可行,数据稳定．研究发现数量众多（４０％左右）的硬质相对材料的断裂韧性起决定性作用,细化硬质相及加强硬质相－基体交互作用有利于材料断裂韧性的提高．断口的主要特征为ＷＣ解理、基体准解理及部分分散韧窝和韧窝带