选择性激光烧结Al2O3/SiO2复相陶瓷零件性能的研究

通过添加适量SiO2,经选择性激光烧结(SLS)成型及后处理得到Al2O3/SiO2复相陶瓷零件,分析了该复相陶瓷的物相和显微结构,研究了不同含量SiO2的引入对试样强度及密度的影响,最后选择最佳配比成型陶瓷零件.结果表明:随着SiO2含量的增加,烧结件的强度和密度也随之提高;当SiO2(体积分数)达到20%时,成型件经1 450℃高温烧结8 h抗弯强度达到45 MPa,密度为2.35×103kg/m3.     

常压固相烧结法制备ZAO靶材及其性能的研究

采用常压固相烧结法,通过优化烧结工艺,制备出平整、组织均匀、致密的ZAO靶材.研究了掺杂含量、烧结温度对陶瓷靶材微观结构和性能的影响,并使用自制靶材,采用射频磁控溅射法镀膜.结果表明:Al2O3的掺杂没有破坏ZnO晶体结构,Al原子对Zn原子进行有效替位;晶粒尺寸随着掺杂量的增多而减小;靶材的电阻率随掺杂量的增加呈U型变化,在3wt%时取得最小值4.2×10-2Ω.cm;靶材致密度超过96%.使用该靶材生长的多晶ZAO薄膜具有(002)择优取向,结晶均匀,呈柱状生长,薄膜电阻率和可见光平均透射率可分别达到8×10-4Ω.cm～9×10-4Ω.cm和85%.图9,表1,参14.     

钐掺杂氧化锌陶瓷的晶体结构和电磁特性

以ZnO,Sm2O3粉体为原料,采用常压固相烧结法,通过优化烧结工艺,制备出平整、组织均匀、致密的Zn1-xSmxO(x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)陶瓷样品.多晶X射线衍射分析结果表明:当Sm2O3的掺杂量x≥0.04时,过量或堆积的Sm与ZnO结合生成了锌钐尖晶石相ZnSm2O4.特别研究了样品Zn0.97Sm0.03O的表面形貌与成型压力之间的关系和晶粒尺寸、相对密度、电阻率随烧结温度的变化关系.结果表明:成型压力为5 MPa时样品缺陷最少,当烧结温度为1 300℃时,用四探针测试仪测得样品电阻率的最小值为4.78×10-2Ω.cm,用阿基米德排水法测得样品的相对密度超过95%;用振动样品磁强计(VSM)测量陶瓷样品磁化强度与磁场强度之间的关系,表明样品在室温下均呈现顺磁行为.     

CuO掺杂对10NiO-NiFe2O4陶瓷致密化烧结及其力学性能的影响

采用冷压成型和常压烧结工艺制备CuO掺杂10NiO-NiFe2O4陶瓷,研究CuO掺杂量对10NiO-NiFe2O4陶瓷的致密度、抗折强度及热震稳定性的影响。结果表明,在1 300℃烧结温度下,掺杂CuO能够有效提高10NiO-NiFe2O4陶瓷的致密度,其中添加6%CuO试样的相对密度（95.55%）最大;掺杂CuO可大幅提高10NiO-NiFe2O4陶瓷的抗折强度,其中添加8%CuO试样的抗折强度（139MPa）最高,且在800℃下经过1次和3次热循环后,该试样的抗折强度损失率仅分别为5.7%和8.6%,表现出良好的抗热震性能。     

铝热还原氮化法一步烧结制备AlON陶瓷研究

以微米Al粉和纳米γ-Al2O3为原料,采用铝热还原氮化法在流动N2中进行了AlON陶瓷的一步反应烧结制备.结果表明,合成纯相AlON的最佳Al含量为11 wt%.在1650℃以下Al先和N2反应生成AlN,AlN再在1650℃以上与Al2O3通过固相反应生成AlON,并在1700℃制备了纯相的AlON,但此时块体中的AlON颗粒几乎没有出现烧结,在更高温度下才合并长大形成AlON陶瓷.煅烧温度较低时（≤1700℃）,样品表面和内部的物相组成基本相同,但在高温下（≥1750℃）内部仍为纯相AlON而表层却被过度氮化出现AlN杂相.最后用热力学对该现象进行了分析.     

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。     

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.     

溶胶-凝胶法合成ZnGa_2O_4∶Eu及其光学性能

以柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶法合成了铕为激活剂的ZnGa2O4∶Eu荧光粉。讨论了煅烧温度、保温时间和激活剂的浓度对该荧光粉发光性能的影响。利用X-射线衍射、荧光分光光度计等手段对ZnGa2O4∶Eu荧光粉的相组成和发光性能进行了检测。实验结果表明,以Zn(CH3COO)2.2H2O和Ga2O3为原料,通过溶胶-凝胶法,在950～1000℃煅烧4h可合成出ZnGa2O4荧光体。当n(Zn)∶n(Ga)为1∶4时,所得成品的最强发射峰位于613nm处,为Eu3 特征5D0→7F2跃迁,其对应于红色光谱。Eu3 离子在ZnGa2O4晶体中占据的位置为非反演对称中心。     

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。     

高密度氧化铟锡(ITO)靶材的制备研究

 以水热合成的2种不同粒径(70±8)nm和(40±6)nm单分散ITO粉末为原料,对原料粉体粒径分布、冷等静压成型压力、烧结温度和时间等与靶材烧结密度之间的关系进行了研究.当2种粒径原料按7:3质量比混合均匀,成型压力为250MPa,成型坯体经1300℃预烧1.5h和在1400℃烧结1h后可以得到相对密度大于99%的高密度、高纯度ITO靶材.     

牛骨原生物陶瓷的制备及其性能研究

将牛骨在650℃热处理,制备成羟基磷灰石粉体,模压成型后分别在不同温度下烧结得到生物陶瓷材料;采用XRD、SEM和万能力学试验机测试试样物相、微观结构和力学性能;1 200℃以下烧结,HA为唯一主相,1 200℃以上烧结时,HA相分解,有TCP析出;随烧结温度提高,抗弯强度和弹性模量分别由1 000℃的16 MPa和9.61 GPa增至1 400℃的62 MPa和70.1 GPa;抗弯强度和人工合成HA陶瓷相当,弹性模量相对较低,更接近于天然骨。     

烧结条件对Co_2O_3掺杂ZnO基陶瓷压敏电阻电性能的影响

利用固相反应法制备Co2O3掺杂Zn O-Bi2O3-Ti O2-Mn O2系低压压敏陶瓷,系统研究掺杂量、烧结温度和时间对压敏陶瓷结构、压敏电压梯度、漏电流密度和非线性系数的影响.结果表明:Co2O3掺杂量摩尔分数为1.0%,烧结温度为1 200℃,烧结时间为5 h时过压保护综合性能最好,其压敏电压梯度为17.1 V/mm,非线性系数为15.7,漏电流密度为0.34μA/mm2;Zn O压敏陶瓷电阻由晶粒界面电阻和晶粒内禀电阻组成,当外加电压低于临界电压时,陶瓷样品表现为大电阻,且电压对电阻影响不明显,约为7×104Ω,主要由界面电阻贡献;当外加电压高于压敏临界电压时,界面被击穿,陶瓷样品电阻突然减小至~10Ω,表现为晶粒内禀电阻特性.1     

Ga2O3/ITO/Ga2O3深紫外透明导电膜的研究

采用常压烧结方法制备了Ga2O3陶瓷靶,用X射线衍射仪、金相显微镜对Ga2O3陶瓷靶的结构和形貌进行了研究.用射频磁控溅射Ga2O3陶瓷靶材和直流磁控溅射ITO（锡铟氧化物）靶材分别制备了Ga2O3薄膜、Ga2O3/ITO/Ga2O3膜,用紫外-可见分光光度计、四探针测试仪对Ga2O3薄膜、Ga2O3/ITO/Ga2O3膜的光学透过率和电阻率进行了表征.Ga2O3薄膜不导电,光学带隙5.1 eV;Ga2O3（45 nm）/ITO（14 nm）/Ga2O3（45nm）膜在300 nm处的光学透过率71.5%,280 nm处60.6%,电阻率1.48×10-2Ω.cm.ITO层的厚度影响Ga2O3/ITO/Ga2O3膜的光电性质.     

烧结温度对LaMgAl_（11）O_（19）-Al_2O_3复相陶瓷的致密度和显微形貌的影响

以自制LaMgAl11O19（LMA）片状晶和α-Al2O3粉体为原料,采用无压烧结工艺在不同温度（1500℃、1550℃、1600℃、1650℃）下制备了LMA-Al2O3复相陶瓷,研究了烧结温度对LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度和显微形貌的影响。结果表明,LMA-Al2O3复相陶瓷的体积密度随烧结温度的升高呈先降低后升高的变化趋势,当烧结温度为1650℃时可制备获得较为致密的LMA-Al2O3复相陶瓷,添加10wt%的LMA片状晶对LMA-Al2O3复相陶瓷的致密度没有明显影响,但LMA片状晶的加入能够起到使Al2O3晶粒细化的作用。     

La0.5Sr0.5CoO3多晶靶材的制备研究

为制备出纯度高、单一物相、致密的、符合后期PLD(Pulsed Laser Deposition)镀膜所用要求的LSCO (La0.5Sr0.5CoO3)靶材,对LSCO的制备方法及其过程进行了分析研究.采用半共沉淀法,LSCO前驱物经900 ℃预烧、研磨,可制得纯度高、物相单一的LSCO粉体;用干压方法成型,在不同的温度下对其烧结,通过研究烧结体的XRD图谱、吸水率和密度并结合LSCO粉体的DSC-TG曲线,确定出制备LSCO多晶靶材的最佳烧结温度为1200～1250 ℃,比用固相法制备粉体的靶材烧结温度降低了100～150 ℃.     

低迟滞PMN-PT叠层型驱动器件的制备

研究了PMN-PT电致应变陶瓷材料的铌铁矿法制备及其电致应变性能,以及该陶瓷膜叠层型驱动器件的制备条件及性能.结果表明,0.94PMN-0.06PT陶瓷的应变迟滞最小;利用压延法可以提高叠层陶瓷膜的密度等特性;叠层型驱动器件的成型压力、预烧和烧结阶段的压力分别为200和0.01 MPa时,驱动器件的应变迟滞小于百分之一,并且驱动特性优异.     

Bi0.04Sr0.94TiO3铁电陶瓷的合成与变温介电谱研究

采用固相反应一次烧结成型的方法制备了Bi0.04Sr0.94TiO3弛豫铁电陶瓷,着重研究了烧结条件对陶瓷的外形和介电性能的影响.结果表明,适当的压力和粉末湿度能促进样品压制成型,较慢的升降温速率有利于样品受热均匀,优化陶瓷的外形,改善微观结构.变温低频介电谱测量分析表明,所合成的Bi0.04Sr0.94TiO3陶瓷样品的主相的确是弛豫铁电相,而且性能稳定.     

羟基磷灰石陶瓷的制备——活性生物陶瓷研究之二

用立式硅碳管炉进行竣工在磷灰石（简称HAP）陶瓷的常压烧结试验,探讨了生坯成型压力与生坯密度和烧结体密度的关系,以及烧结温度,恒温时间对烧结程度的影响,找出最适宜的生坯成型压力是300MPa,最佳温度是1300度,最佳烧结恒温时间是4h,在最佳烧结条件下烧结的HAP陶瓷,烧结密度达2．81g/cm3,相对密度达89％,SEM照片显示为紧密排列的六边形晶粒的集合体,XRD图谱显示主晶相为HAP,含少量的αTCP,在高温箱式硅碳棒炉和硅钼棒炉中烧结的HAP陶瓷大圆片,用三点法测其抗弯强度分别为59．89MPa和58．16MPa。     

高能球磨法制备Mg_4Nb_2O_9微波介质陶瓷及其表征

采用高能球磨法制备粉体.粉体球磨60 h后在900℃保温3 h预烧合成Mg4Nb2O9纯相,研究了由高能球磨所得粉体制备的Mg4Nb2O9陶瓷的相结构、显微组织和微波介电性能随烧结温度的变化关系.X射线衍射检测Mg4Nb2O9陶瓷在1 150～1 200℃烧结过程中有微量的MgNb2O6和Mg5Nb4O15杂相产生,烧结温度高于1 200℃时,样品为Mg4Nb20g纯相;样品收缩率和密度随烧结温度的增大而增加,在1 200℃趋于饱和,分别为13.6和4.22 g/cm3(相对密度96.42%);样品的气孔含量随烧结温度增大降低,晶粒尺寸随烧结温度增大而增大,介电常数和品质因数随烧结温度的增大而增加;1 200℃烧结的样品具有高的致密度、清晰的显微组织,平均晶粒尺寸为3.5 μm,微波介电性能εr=12.6,Q·f=133164 GHz,τ=-56.69×10-6/℃.实验结果表明.高能球磨有效促进球磨后粉体在900℃低温合成Mg4Nb2O9纯相;并降低Mg4Nb2O9陶瓷的烧结温度到1 200℃,改善了陶瓷的谐振频率温度系数,有望成为新一代中温烧结微波介质材料.     

Y-TZP纳米陶瓷的制备、结构及力学性能

采用沉淀法制备的Y-TZP纳米粉体经冷压成型后烧结成Y-TZP纳米陶瓷.结果表明,Y-TZP纳米陶瓷的密度随着烧结温度的升高和烧结时间的延长而增大,但随成型压力和初始粉体颗粒的增大而减小.而陶瓷平均晶粒尺寸随成型压力的增大和烧结时间延长而长大.烧结过程中大量单斜相ZrO2生成改变了Y-TZP纳米陶瓷的烧结行为和微结构.采用无压烧结获得了相对密度为98%、平均晶粒尺寸为60 nm的Y-TZP纳米陶瓷.Y-TZP纳米陶瓷的显微硬度主要取决于陶瓷的相对密度、相结构和晶粒尺寸,即陶瓷的四方相质量分数越高,相对密度越大,晶粒尺寸越小,则显微硬度越高.