微波烧结Al2O3-TiC复合材料的研究

以纳米级TiC、Al2 O3 为原料 ,用微波烧结制备Al2 O3 -TiC复合材料 ,并与常规烧结比较。分析了两种烧结方法对制备试样的力学性能的影响 ,并探讨了添加剂对Al2 O3 -TiC复合材料烧结性能的影响     

Al2O3-TiC复相陶瓷的研究进展

本文阐述了Al2O3-TiC复相陶瓷的制备工艺与应用前景。同时,采用气压烧结(GPS)与热等静压(HIP)后处理工艺制备了具有优良力学性能的Al2O3-TiC陶瓷材料。     

FeTiO3-Al-C系统的反应热力学及Al2O3-TiC/Fe 复合材料的制备

充分利用天然矿物钛铁矿（FeTiO3）中的铁和钛,采用反应烧结技术,成功制备了Al2O3-TiC/Fe陶瓷复合材料.在真空热压炉中实现了合成与烧结一体化,为陶瓷复合材料的低成本制备进行了有益的探索研究.对钛铁矿-Al-C系统的热力学过程进行了详细的理论分析.研究表明：系统主要发生铝热还原反应,中间产物为多种钛的氧化物,系统反应后热力学上最为稳定的物质为Al2O3,TiC和Fe;系统反应最高温度低于Al2O3的熔化温度.通过实验研究,分析了产物的物相、结构和性能.反应烧结的最终产物主要为TiC,Al2O3和Fe.此外,还有少量Fe-Al相,大部分为Al2O3.TiC晶体颗粒尺寸约为3～5 μm,分布较为均匀,Fe分布于Al2O3,TiC晶粒之间.Y2O3和Cr2O3添加剂可以提高复合材料的抗弯强度.     

Al2O3/LiTaO3陶瓷复合材料的制备与力学性能

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al2O3/LiTaO3(简称ALT)陶瓷复合材料，系统研究了其微观组织和力学性能。ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO3陶瓷的高得多，表明Al2O3起到烧结助剂的作用。TEM观察表明，Al2O3p分布均匀，两者结合紧密，界面上有非常微量的分解物。ALT陶瓷复合材料的力学性能均随Al2O3p含量的增加而提高，Al2O3p的体积分数为40％时，其各项力学性能都是最高。     

选区激光烧结制备PS/Al2O3纳米复合材料的研究

试探性地利用选区激光烧结制备PS／Al2O3纳米复合材料，利用乳液聚合方法改性纳米Al2O3，并在相同工艺条件下对PS／Al2O3纳米复合材料成型粉末（NH1）与纯聚苯乙烯（PS）粉末选区激光烧结试样的力学性能进行了比较结果表明，NH1烧结试样（PS／Al2O3纳米复合材料）较纯PS的拉伸强度提高了2倍左右，最大值达到29．8MPa；缺口冲击强度提高了20％～50％，最大值达到10．5kJ／m^2；洛氏硬度仅增加约5％；并利用场发射扫描电子显微镜对试样的冲击断面进行了微观结构分析．发现纳米Al2O3经乳液聚合改性后在基体中分散良好，起到很好的增强增韧作用．     

Al-MoSi2-TiC陶瓷基复合材料的研究

研究了Al-MoSi2-TiC陶瓷基复合材料的烧结工艺;利用MoSi2高温蠕变的特性促进TiC粉料的高温烧结：探讨了添加少量的金属铝粉对复合材料力学性能的影响;用SEM扫描电镜和x一射线衍射对复合材料显微形貌和晶体结构进行了表征。结果表明,MoSi2降低了TiC的烧结温度;制备的复合材料中除了TiC之外,还生成了新物相Mo,C,TiSi2和C：金属铝均匀分布在复合材料基体中,明显提高了材料的力学性能,抗折强度由50MPa提高到90MPa,抗压强度由55MPa提高到180MPa,同时其热膨胀系数随Al增加逐渐增大;讨论了Al-MoSi2-TiC陶瓷基复合材料的断裂机理。     

Al2O3–TiC基复相陶瓷的制备和性能

Al2O3-TiC基复相陶瓷具有高强度、高硬度和较好的高温稳定性, 常用于刀具、发热体和电子器件. 本文综述了Al2O3-TiC基复相陶瓷的各种制备方法及其优缺点、常温和高温性能、各种增韧手段和增韧机制, 并展望了Al2O3-TiC基复相陶瓷研究的发展方向.     

烧结助剂含量对PCBN复合材料显微结构和力学性能的影响

研究以α-Si3N4和Al2O3为主要粘结剂,采用高温高压(HTHP)烧结制备PCBN复合材料.系统地评价了烧结助剂(Y2O3)添加对PCBN复合材料的显微结构和相关力学性能的影响.结果 表明,在HPHT烧结过程下,加入适量Y2O3的PCBN复合材料的力学性能有了明显的提高.随着烧结助剂的加入,促进了结合剂与cBN之间...     

热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究.结果表明采用机械合金化工艺球磨60h后得到Fe-Al金属间化合物粉末.并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末.经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相.Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密.Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5 μm.随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3 Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低.Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构.     

使用溶胶-凝胶法烧结并添加MgO、TiO2、Y2O3制备的Al2O3-SiC质陶瓷复合材料

利用无压烧结技术制备Al2O3-SiC陶瓷复合材料,并在烧结过程中使用MgO、TiO2、Y2O3等材料作为添加剂。本文研究了添加剂对复合材料的致密度和硬度的影响。采用溶胶-凝胶法使用AlCl3、TEOS、蔗糖和作为前驱体分离出α-Al2O3和β-SiC纳米颗粒。在氮气环境下无压烧结的温度为1 600℃和1 630℃。添加5%(体积)SiC阻碍了Al2O3复合材料的密实化。相比之下,添加纳米MgO、TiO2后Al2O3-5%SiC(体积)复合材料的致密度提高,但Y2O3对复合材料的烧结后的硬度、致密度没影响。烧结温度为1 630℃时复合材料达到最大致密度(97%)。在1 630℃下烧结材料的维氏硬度为17.7GPa。扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料微观结构看到SiC颗粒均匀分布在晶粒边界。本文分别用X-射线衍射(XRD)、同步热分析仪(STA)和电子扫描显微镜(SEM)方法对材料的前驱体和合成物粉末进行了研究。     

TiC颗粒弥散Al2O3复合材料的阻力曲线行为

研究了ＴｉＣ颗粒弥散ＡＩ２Ｏ３复合材料的阻力曲线行为,发现ＴｉＣ颗粒对ＡＩ２Ｏ３基体的增韧效果在很大程度上取决于ＴｉＣ颗粒的尺寸,在ＴｉＣ颗凿尺寸较小的情况下,复３事材料的断裂韧性与ＡＩ２Ｏ３着ＴｉＣ颗粒尺寸的增大而增大,本工作 地裂纹扩展途径的观察,简要讨论了ＴｉＣ颗粒弥散ＡＩ２Ｏ３复合材料中的增韧机制。     

纳米SiC增韧Al_2O_3陶瓷复合材料的制备、表征及力学性能研究

以SiC和Si微米粉为添加剂,采用无压烧结工艺制备了纳米SiC增韧的Al2O3陶瓷复合材料,探讨了SiC含量、烧结气氛和烧结温度对复合材料的烧成收缩率、微观形貌、抗弯强度、维氏硬度及断裂韧性的影响。结果显示：SiC的添加使复合材料的烧成收缩率下降,惰性气氛下复合材料的收缩率要大于氧化气氛和还原气氛时的收缩率。在氧化性气氛下烧结时,当SiC添加量为4%时,复合陶瓷的体积密度为3.80 g·cm^-3,抗弯强度、断裂韧性及维氏硬度均达到最大值,分别为480 MPa、5.12 MPa·m1/2、16.2 GPa。添加SiC后所得复合材料的基体颗粒为椭圆状,粒径为2μm左右,颗粒与颗粒之间结合紧密,颗粒形状的改变可能是因为烧结机理发生变化所致。纳米SiC颗粒位于晶界处,形成了由Al2O3-SiC-Al2O3搭桥联结的晶界,提高了晶界强度,导致裂纹只能在晶内传播。     

Al2O3/PTFE复合材料的磨损性能研究

用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了Al2O3／PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦定载荷条件下各试样的磨损性能；用扫描电子显微镜(SEM)对磨损试样的表面形貌和磨屑的形貌进行了观察和分析；用光学显微镜对磨损后偶件环的表面形貌作了观察分析。结果表明：在实验条件下，Al2O3／PTFE复合材料的抗磨损性能，随Al2O3用量的增大逐渐增强，当Al2O3用量大于35％后，抗磨损性能增强的趋势明显减缓；在干摩擦条件下Al2O3／PTFE复合材料主要发生粘着磨损和磨粒磨损，且随Al2O3用量的增加，磨粒磨损所起的作用也增大。     

Al2O3含量对TiB2-Al2O3陶瓷性能的影响

本文以Y2O3-La2O3为烧结助剂,通过热压烧结制备了TiB2-A12O3复相陶瓷,研究了原料组成对材料的显薇结构和力学性能的影响。实验结果表明：随A12O3含量升高,混合原料的烧结性能提高,复相陶瓷中的晶粒尺寸逐渐减小;材料的抗弯强度随A12O3含量的增加出现先增大后减小的趋势,当A12O3含量为30wt%时,抗弯强度达最高值;A12O3含量的增加会导致材料的洛氏硬底（HRA）降低。     

氟化钙对常压烧结Si3N4/BN复相陶瓷结构与性能的影响

以微米级Si3N4和h-BN粉末为原料,CaF2–Al2O3–Y2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备了BN体积含量为25%的Si3N4/BN复相陶瓷。研究了CaF2添加量对Si3N4/BN复相陶瓷材料力学性能的影响,并通过X射线衍射和场发射扫描电镜分析了复相陶瓷的物相组成和显微组织。结果表明：随着CaF2添加量增加,制备的Si3N4/BN复相陶瓷材料气孔率逐渐增大,收缩率变小,相对密度减小。添加量为2%（质量分数）时,Si3N4/BN复相陶瓷的室温抗弯强度达145.5MPa。添加适量的CaF2可在Si3N4/BN复相陶瓷材料常压烧结过程中较大程度地破坏h-BN的卡片房式结构,将微米级的h-BN颗粒变成纳米级颗粒。     

氧化铝—莫来石—氧化锆复合材料的研究

本文以氧化铝和锆英石超细粉为主要原料,添加一定量CeO_2采用干压成型和二步烧结法,制备了氧化铝—莫来石—氧化锆复合材料,并探讨了组成与性能的关系,复合材料的常温抗弯强度和断裂韧性可分别达到430MPa和4.4MPa.m。Y_2该复合材料的常温力学性能优于烧结莫来石和氧化铝材料,且具有制备工艺简单、烧结温度和成本低的特点,适于批量生产某些陶瓷制品。     

真空热压烧结制备高性能B4C/Al复合材料

B4C/Al复合材料因其优异的性能,受到了人们广泛关注.以Al粉和B4C粉体为原料,采用真空热压烧结法,在高于Al熔点温度时,制备出了碳化硼含量10wt%的铝基复合材料.研究结果表明:烧结温度为700 ℃,烧结压力为30 MPa,保温时间为45 min时,获得的B4C/Al复合材料力学性能最佳,其相对密度为98.2%,硬度为2.53 GPa,抗弯强度为350 MPa.球磨混料使Al颗粒表面生成少量Al2O3,在烧结过程中,Al2O3与B2O3发生固-液反应形成共融物,改善了B4C/Al之间的界面结合强度,从而获得力学性能优异的B4C/Al复合材料.     

PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料的性能

研究了以聚四氟乙烯(PTFE)为基体,Al/Fe_2O_3混合物为填料的复合材料的准静态压缩性能和撞击感度,探讨了不同烧结温度和不同PTFE含量对复合材料性能的影响。结果表明,随着PTFE含量以及烧结温度的增加,材料强度均呈现先增加后降低的趋势。PTFE质量分数在70%和80%的PTFE/Al/Fe_2O_3复合材料在烧结温度340~370℃的范围时,能够在准静态压缩过程中产生剧烈反应,发出爆炸声和明亮的火光。370℃烧结的PTFE质量分数为70%的复合材料的撞击感度最高,特性落高值仅有37 cm,非常敏感。在同一烧结温度下,随着PTFE含量的增加,复合材料的撞击感度先增加后降低;PTFE含量相同时,随烧结温度的增加,材料撞击感度为先增加后降低。     

Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能的影响

研究了Y2O3添加量对Al2O3/ZrO2复合材料烧结行为和热机械性能(高温抗折强度和抗热震性)的影响,并研究了这些性能与物相组成和显微结构间的关系.结果表明:Y2O3在Al2O3/ZrO2复合材料中起稳定ZrO2晶型、改善烧结致密化、提高高温抗折强度和抗热震性的作用.当Y2O3添加量为1%时,试样的烧结性能和高温抗折强度较佳,体积密度、显气孔率和线收缩率分别为3.27 g/cm3、21.95%和7.43%,高温抗折强度达29 MPa;抗热震性则在Y2O3添加量为0.5%时较佳,其残余强度保持率为71%.Y2O3对Al2O3/ZrO2复合材料烧结性能和热机械性能的影响与Y2O3/ZrO2固溶体的形成、Al2O3和ZrO2晶体间的结合程度及试样中微裂纹含量密切相关.