LCAS SiC_w ZrO_2复合材料的力学性能及其微观结构

研究了ＬＣＡＳＳｉＣｗＺｒＯ２ 复合材料的力学性能及其微观结构．力学性能分析表明：ＳｉＣｗ 增韧和ＺｒＯ２ 相变增韧的加和性不是简单地叠加,ＳｉＣｗ 增韧提高了ＺｒＯ２ 相变增韧效果．体积分数分别为５５ ％ ,３０％ ,１５％ 的ＬＣＡＳ,ＳｉＣｗ ,ＺｒＯ２ 复合材料的断裂韧性Ｋ１Ｃ和抗弯强度σｂ 达到６－４ ＭＰａ·ｍ１／２ 和３３１－７ ＭＰａ．透射电镜（ＴＥＭ） 图象表明：复合材料中ＺｒＯ２ 起了应力诱导相变增韧作用;ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面较清晰,其宽度约１５ ｎｍ ;搭在ＬＣＡＳ／ＳｉＣｗ 界面两侧的杆状ＴｉＣ 颗粒增加了界面结合强度     

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     

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     

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     

氧化铝及氧化铝基复合材料强韧性的研究

应用相变增韧、相变－晶须复合及相变－颗粒复合等方式对氧化铝陶瓷进行增强。通过基体材料与复合材料强韧性的对比及断口微观分析，研究了各材料的断裂特点及不同增韧方式的增韧机理与效果。     

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．     

原材料特性对 SiC-TiB_2 复合陶瓷性能的影响

以微米级α－ＳｉＣ粉为原料,用常压烧结法制备ＳｉＣ－１５％ＴｉＢ２（体积分数）复合陶瓷．研究了原材料特性如烧结助剂种类、增韧相类型和原料ＳｉＣ粉粒度对材料性能和显微组织的影响．结果表明,Ａｌ－Ｂ－Ｃ是ＳｉＣ－ＴｉＢ２复合陶瓷的有效烧结助剂．用它为助剂制备的陶瓷其相对密度和抗弯强度高于以Ｂ－Ｃ,Ａｌ－Ｃ和Ｓｉ－Ｃ为助剂的ＳｉＣ陶瓷．与纯ＴｉＢ２粉末相比,以ＴｉＢ２－ＳｉＣ复合粉为增韧相的复合陶瓷性能改善,且抗氧化性较好．ＳｉＣ原料粉末的粒度是影响ＳｉＣ可烧结性最重要的因素．粒度愈细,ＳｉＣ陶瓷的相对密度和抗弯强度愈高．     

SiC_p－Si_3N_4基复合材料及其力学性能

研究了ＳｉＣ片晶（ＳｉＣｐ）强化Ｓｉ３Ｎ４基复合材料及其力学性能和增韧机理。研究结果表明，加入ＳｉＣｐ使Ｓｉ３Ｎ４材料的强度明显提高，并在ＳｉＣｐ含量（ＳｉＣｐ）＝０．２０（ＳｉＣｐ的体积分数）时有一峰值，ＳｉＣｐ加入量进一步增加使强度有较大降低。ＳＥＭ观察表明，裂纹偏转、片晶桥接是主要增韧机理，片晶拔出、基体细化等亦对断裂韧性的增加作出贡献，其作用与晶须增韧的机理相似。     

Si_3N_4-SiC纳米复合陶瓷材料的研究

用粒度为 ５０～７０ ｎｍ的纳米级 ＳｉＣ粉体与微米级的 Ｓｉ３Ｎ４粉体复合来制备 Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料，对纳米ＳｉＣ含量不同的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的微观组织结构与性能的关系进行了研究。结果表明：纳米ＳｉＣ质量分数为１０％时，经热压烧结法制备的Ｓｉ３Ｎ４－ＳｉＣ纳米复合陶瓷材料的抗弯强度为 ８４４ ＭＰａ，断裂韧性为 ９． ７ ＭＰａ· ｍ１／２。微观组织结构的研究还表明，纳米ＳｉＣ的不同含量影响着基体Ｓｉ３Ｎ４的晶粒形貌，从而决定了复合材料的性能。探讨了纳米级ＳｉＣ在基体中的形态、分布及其对基体强化增韧的新机制。     

SiC_W—ZTA陶瓷基复合材料增韧、增强机理的分析

采用国产SiC晶须(SiC_W)制备SiC_W-ZTA陶瓷基复合材料,研究了SiC晶须含量对复合材料的抗弯强度及断裂韧性的影响;并分析了晶须增韧和ZrO_2相变增韧两种机制协同作用的条件。     

SiC_w／ZTA（Y）陶瓷基复合材料断裂特性的研究

本文研究了一种新型的陶瓷基复合材料－ＳｉＣ晶须补强ＺＴＡ（Ｙ）陶瓷材料的断裂特性．分析表明，复台材料基体以解理断裂为主，沿晶断裂出现在晶粒粗大的场合．断裂过程中发生了ＺｒＯ２（ｔ）→ＺｒＯ２（ｍ）的马氏体相交．断裂时晶须的拔出是明显的，晶须引入基体的张应力将使裂纹扩展途径更为曲析，这都将有利于复合材料断裂韧性的增加．     

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     

合成SiC晶须的晶体学研究

讨论 Si C晶须生长的主要过程 ;晶核的生成、基晶的形成及晶须的生长。     

热应变对金属基复合材料Bauchinger效应的影响

利用作者改进的等效夹杂理论研究了晶须增强金属基复合材料的Ｂａｕｃｈｉｎｇｅｒ效应，讨论了热残余应变和加载次序对它的影响。研制了ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料，并对其拉、压破坏的断口进行了ＳＥＭ观察     

放电等离子烧结制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料

选用单质粉(Ti,Si,C,Al)为原料,采用机械合金化法制备含有Ti3SiC2和TiC的混合粉体,然后将Ti3SiC2,TiC和Cu的混合粉体进行放电等离子烧结,以制备Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,并对其组织耐磨性进行了研究。实验结果表明,放电等离子烧结可制备致密的Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料,复合材料的显微硬度随强化相(Ti3SiC2-TiC)掺加量的增加显著提高,当强化相掺加量为20 vol%时,复合材料的硬度值达1.58 GPa。Cu/Ti3SiC2-TiC复合材料的耐磨性随强化相含量增加显著提高,当强化相掺入量为20 vol%时,复合材料的耐磨性为纯Cu的4倍。     

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。     

SiC晶须的分散与涂覆工艺的研究

以水、乙醇、异丙醇、正丁醇为分散介质 ,聚乙二醇、尿素、BRIJ35为分散剂 ,研究了SiC晶须 (SiCw)的有效分散 ;用Al2 (SO4) 3水解成Al(OH) 3溶胶 ,尝试在SiCw表面涂覆Al2 O3,以提高SiCw ZTA烧结体的致密度