W-Ni-Cu钨合金微波烧结试验研究

为研究W-Ni-Cu钨合金微波烧结致密化过程,进行不同烧结温度、保温时间、升温速度的W-Ni-Cu合金微波工艺试验。结果表明:烧结温度、烧结时间是影响W-Ni-Cu致密化的主要因素;在保证烧结温度、保温时间下,升温速度对烧结材料致密度水平的影响不明显;W-Ni-Cu合金烧结温度低于1 380℃,钨颗粒长大不明显,钨颗粒的长大不是材料致密化的主要机制。     

W-Ni-Fe合金液相烧结时的显微结构变化

为弄清合金致密化行为,研究了钨粉平均粒度为1μm与5μm的两种98W—1Ni—1Fe和压坯试样在加热和液相烧结期间的松装密度和显微结构的变化情况。研究表明,平均粒度为1μm的细小钨粉压坯试样,加热到固相阶段约1200℃就开始快速致密,当加热到1460℃的液相烧结温度时,压坯密度可达95％;平均粒度为5μm的钨粉压坯是在固相阶段约1400℃才开始快速致密,当加热到液相烧结温度时,压坯密度达87％。这就是说,在液相出现前就已形成颗粒骨架。在等温液相烧结时,晶粒明显长大,液相流向开孔及闭孔处并从较小截面的孔隙区域开始先后充填这些孔隙。然后,晶粒向孔隙部位出现的液相聚集区长大。因此,先析液相依次充填孔隙可认为是该类合金在液相烧结时起主导作用的致密化过程。这一结论已为早期用模拟球状孔隙进行的研究所证实,并和理论计算相一致。     

温度对氮化硅粉烧结密度的影响

用改进燃烧合成法制备的α、β不同相含量的氮化硅粉料,通过配比组成多组不同相含量的粉料。经过混料、成型、烧结、密度测试,考察烧结温度对各组粉料烧结密度的影响;并对比了A、B两种不同烧结助剂配方。结果表明,多数粉料在1740～1780℃的温区内烧结密度达到峰值,烧结密度在97%以上。A配方适合于β-Si3N4粉、B配方相对更适合于α-Si3N4粉。采用A配方,处理后的β相粉料烧结几乎完全致密,且烧结致密温区下移并变宽。粉料的团聚影响素坯密度,晶粒粗大的粉料则不利于成型。     

AlN-Y_2O_3液相烧结碳化硅陶瓷

采用无压烧结,以AlN与Y2O3的摩尔分数为60%∶40%作为烧结助剂进行碳化硅液相烧结,得到致密的烧结体。研究不同添加剂含量和不同保护气氛对烧结工艺的影响,并对烧结体的显微形貌和相进行分析。结果表明,高烧结助剂含量可在较低温度下实现致密化,但高温下液相挥发导致密度降低。与氩气作为保护气氛相比,氮气可抑制氮化铝的分解反应,有利于烧结。烧结体的晶粒均匀、细小,第二相均匀分布。烧结体的主相为6HSiC,并有氧氮化物的生成。     

添加BaO对Ce0.8Gd0.2O2-δ基电解质材料性能的影响

用溶胶-凝胶法制备Ce_0.8Gd_0.2-xBa_x O_2-δ(x=0～0.08)粉体，经干粉压制成型，在不同温度下烧结，得到烧结体；对Ce_0.8Gd_0.2-xBa_x O_2-δ材料的相结构、烧结性能和电性能等进行测试。结果表明：溶胶-凝胶法制得的干凝胶在700℃煅烧2 h可得单一立方萤石结构的电解质粉体；压制成型的压坯经1 400℃烧结后形成相对密度达98%的致密结构；Ce_0.8Gd_0.2-xB‐a_x O_2-δ烧结体的电导率随温度升高而增大，且随BaO掺杂量增加先升后降，Ce_0.8Gd_0.16Ba_0.04O_2-δ烧结体试样的电导率最高，在700℃时可达2.46×10^-2S/cm。     

CeO2对Mg-PSZ陶瓷显微结构和相组成的影响

在氧化镁部分稳定氧化锆基质原料中加入不同含量的CeO2,研究烧结、热处理过程中(Ce,Mg)-PSZ显微结构和相组成的变化。结果表明:CeO2的加入可促进高温下Mg2+在固溶体中的扩散,避免MgO在晶界偏析,有利于晶界净化;随CeO2含量增加,烧结体中晶粒尺寸减小,四方析出体更为稳定,不规则形态的立方氧化锆晶粒和波浪式晶界明显增多。通过热处理,相邻立方晶粒中四方析出体相互交联,最终(Ce,Mg)-PSZ基体中的晶界消失,颗粒合并,析出体交联形成连续态网络结构。     

钨合金材料锻造变形强化的组织与性能及其再结晶行为

对不同锻造变形量的钨合金材料组织、性能及其再结晶行为进行了研究。结果表明,变形量的增加导致了钨合金组织的“纤维化”和强度的提高,变形钨合金在低于液相烧结温度以下热处理时,其再结晶过程缓慢,再结晶晶粒所占比例较小且比较细小。在液相烧结温度以上热处理将会迅速完成其再结晶—球化—晶粒长大的过程,此过程将导致变形强化效果丧失,力学性能下降。     

La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3对3Y-ZrO_2烧结致密化和性能的影响

研究La0.7Sr0.3MnO3(LSMO)对3Y-ZrO2陶瓷的助烧作用以及性能的影响。结果表明:LSMO的加入可使氧化锆致密化烧成温度由纯3Y-ZrO2陶瓷的1450℃降低到1370℃;当掺入的摩尔分数为2%时,陶瓷韧性可由初始的5.5MPa·m1/2增加到9MPa·m1/2。材料低温烧结带来的ZrO2晶粒细化以及LSMO/ZrO2原位反应新生相颗粒对裂纹扩展的阻碍作用有助于提高材料韧性。     

易碎钨合金穿甲弹芯的注射成形研究

对采用注射成形工艺得到的Φ22.5 mm的易碎钨合金弹芯进行了研究,注射成形工艺为混炼、注射、溶剂脱脂、热脱脂、烧结等。结果表明:180℃×2 h的混炼工艺所得的喂料均匀,注射成形的最佳温度为180～200℃;在30～45℃条件下的溶剂脱脂一般不会产生溶胀、开裂等缺陷,溶剂脱脂24 h后,脱脂率大于40%;注射试样在溶剂脱脂后形成了连通孔道;热脱脂以5℃/min快速升温;采用二步法烧结,减少了变形,提高产品的致密度。     

超声-沉淀法制备纳米级SnO2粉体及其表征

将超声波辐射应用于以四氯化锡(SnCl4·5H2O)为原料的沉淀法制备纳米SnO2粉体的工艺过程,制备了平均晶粒尺寸为20nm的SnO2粉体。应用XRD、DTA/TG和SEM等技术研究了纳米SnO2的合成过程及粉体性能。结果表明:超声波抑制了前驱体颗粒团聚并延缓其向凝胶转变,制备出SnO2纳米粉体;此方法所得的纳米SnO2粒子外貌为球形,粒度分布均匀,分散性好。     

添加氧化锆对氧化铝陶瓷的性能的影响

研究了ZrO2对Al2O3力学性能和耐磨性能的影响。将α-Al2O3与采用沉淀法合成的Zr(OH)4混合,凝胶混合物在600℃下煅烧2h。m(Al2O3)∶m(ZrO2)=85∶15的复合材料在1400℃至1650℃之间保温2h常压烧结。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对试样的相组成和显微结构进行分析。结果表明,在1550℃温度下烧成的该复合材料获得了最高的密度、最好的耐磨性能和最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到708MPa和5.8MPa·m1/2。研究结果表明,在氧化铝中添加ZrO2有助于改善氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性能。     

反应烧结制备FeAl/Al2O3复合材料的研究

对不同成分配比的Fe2O3粉和Al粉末生坯分别进行900,1 000,1 100℃烧结,利用自蔓延反应放热和加热炉加热的综合作用制备FeAl/Al2O3复合材料。用扫描电镜、维氏硬度计、M-200型磨损试验机对烧结合金的金相组织、硬度以及磨损性能进行测试。结果表明:Fe2O3-Al在适当配比和烧结温度下,可以合成以FeAl为基体、Al2O3和铝铁金属间化合物为增强相的复合材料;试样烧结前后相对密度受Al含量和烧结温度的影响,Al含量越高,烧结温度越高,相对密度越大;Al的质量分数为40.3%,1 100℃烧结后的样品具有最高硬度和最佳耐磨性能。     

成分和工艺对氧化锆陶瓷马氏体相变温度的影响

采用热膨胀方法测定氧化锆陶瓷中四方相（ｔ）→单斜相（ｍ ）马氏体相变开始温度（ Ｍｓ ）,研究了ＣｅＯ２－ ＺｒＯ２ 陶瓷中ＣｅＯ２ 含量和８ｍ ｏｌ％ ＣｅＯ２－ Ｙ２Ｏ３－ ＺｒＯ２ 陶瓷中Ｙ２Ｏ３ 含量以及烧结工艺和热处理条件对马氏体相变温度的影响。结果表明,提高ＣｅＯ２ 和Ｙ２Ｏ３ 含量均显著降低Ｍｓ 温度。当ＣｅＯ２ 为１２ｍ ｏｌ％ 或当ＣｅＯ２ 为８ｍ ｏｌ％ 、Ｙ２Ｏ３０７５ｍ ｏｌ％ 时, Ｍｓ 温度低于液氮温度（≈－ １９６℃）。成分一定时,延长烧结时间使Ｍｓ 温度下降;提高烧结温度使Ｍｓ点先下降后上升。分析认为烧结工艺对Ｍｓ 温度的影响是ｔ相晶粒尺寸和材料致密度综合作用的结果。随冷却速度增大, Ｍｓ 温度下降,热循环过程对Ｍｓ 影响不大     

常压烧结制备Al2O3/SiC纳米复合陶瓷及其显微结构的研究

以微米SiC颗粒和工业氧化铝为原料,采用机械混合法制备Al2O3/SiC复合粉末。将复合粉末煅烧、成型,在1 600℃,2h烧结可制备出Al2O3/SiC纳米复合陶瓷。通过XRD、DSC-TG、SEM和TEM等分析了煅烧和烧结过程中相组成的变化,烧成收缩和微观结构,结果表明:在氧化铝基体中添加80%(质量分数)平均粒径为5μm的SiC粒子,复合粉末经700℃煅烧后再成型,试样于1 600℃烧结,其相对体积质量可达93.8％。SiC粒子主要被包裹在Al2O3晶内形成“晶内型”纳米复合陶瓷。在烧结过程中由SiC氧化形成的SiO2包裹层与基质氧化铝反应形成的无定形莫来石前躯体可大大促进烧结;SiC埋料氧化形成的外壳可有效阻止烧结体内SiC的进一步氧化。     

复合助剂Y2O3-CaC2对氮化铝陶瓷热导率的影响

为研究复合助剂Y2O3-CaC2的助烧机制和效果,试验分别在1700℃和1850℃热压烧结含添加剂Y2O3-CaC2的AlN陶瓷。测定了AlN陶瓷的密度和热导率,并分析了AIN陶瓷的微观结构及微观组织与宏观性能的关系。结果表明,添加复合助剂Y2O3-CaC2在1700℃和1850℃热压烧结的AlN陶瓷的第二相均为Y3Al5O12,但在1850℃烧结的AlN陶瓷的第二相和AlN晶内氧含量更低,其热导率高达223W/(m·K)。     

超微 Al_2O_3 粉热压烧结陶瓷的性能

采用超微Ａｌ２Ｏ３粉和热压烧结工艺制备出两种Ａｌ２Ｏ３基陶瓷（Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＴｉＣ－Ｙ－ＰＳＺ）。研究了这两种材料烧结体的密度、显微组织和力学性能。并将烧成陶瓷加工成切削刀片，对３５ＣｒＭｎＳｉＡ超高强度调质钢进行切削试验，所得结果与其它几种陶瓷刀具的切削性能进行了比较。     

氮化铝陶瓷的低温烧结研究

采用了三种复合添加剂Y2O3-CaF2、Y2O3-Dy2O3和Y2O3-Li2O,在1 650℃热压烧结AlN陶瓷;测定、分析了AlN陶瓷的性能和微观结构。结果表明,添加该三种复合助剂在低温烧结的AlN陶瓷晶格氧含量均较低,样品热导率较高,尤其是添加复合助剂Y2O3-CaF2可获得热导率为192 W.m-1.K-1的AlN陶瓷样品。     

氧化温度对ZrB_2-YAG-Al_2O_3复相陶瓷表面组成的影响

二硼化锆具有许多优异性能,因此它的应用非常广泛。研究氧化温度对ZrB2-YAG-Al2O3复相陶瓷的表面组成及表面显微结构的影响。结果表明:从1 000～1 100℃和1 200～1 300℃的氧化增重率趋势较大,而在1 100～1 200℃的温度范围增重率很缓慢。在氧化温度低于1 200℃,氧化后的复相陶瓷中有ZrO2和B2O3生成,表面显微结构较为致密,而在1 300℃氧化温度以上,可以生成All8B4O33,表面显微结构疏松。     

烧结助剂含量对液相烧结SiC陶瓷抗氧化性的影响

利用Al2O3和La2O3作为烧结助剂,在1 950℃下用液相烧结技术成功制备SiC陶瓷,并在800℃下对该液相烧结SiC陶瓷进行氧化处理。用XRD、SEM等手段分析SiC陶瓷表面氧化产物相组成和微观结构的演变,并探讨SiC陶瓷氧化动力学规律。研究发现,SiC陶瓷氧化动力学曲线遵循抛物线规律,随着氧化时间增加,其氧化速率开始时迅速上升,其后降低,逐渐趋于平缓。