低温烧结氧化铝陶瓷的动力学研究

用CaO-MgO-SiO2玻璃(CMS-G)和TiO2为烧结助剂,在1450℃下实现了氧化铝陶瓷的致密烧结.探讨了CMS-G和TiO2质量百分含量对氧化铝陶瓷烧结性能、显微结构以及其烧结动力学的影响.结果表明:CMS-G和TiO2可有效促进氧化铝陶瓷的致密化,当CMS-G含量为3%、TiO2含量为1%时,氧化铝陶瓷的相对密度达到98.25%;液相烧结激活能为113.4kJ/mol,表明扩散控制了烧结过程.     

以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷

采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷.研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响.在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2(1.0～3.0%)对氧化铝陶瓷烧结性能的影响.通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别.结果表明,1350℃下Al2O3+0.5%MgO+3%MnO2+1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象.烧结体密度达到3.80g/cm3,抗弯强度为243MPa.     

纳米MgO/TiO2对ZTA陶瓷性能的影响

研究了纳米MgO/TiO2复合添加剂对氧化锆增韧氧化铝(ZTA,ZrO22%)陶瓷的烧结特性和机械性能的影响。结果表明:添加少量的纳米MgO及TiO2,不仅可以降低烧结温度,并能显著提高材料的抗弯强度和断裂韧性,其实验峰值分别达到364MPa和4.3MPa·m1/2。     

热压烧结细晶粒氧化铝陶瓷(英文)

以沉淀法制各的商业α-Al2O3粉体为原料,自制镁铝硅玻璃为烧结助剂,采用热压烧结工艺低温制备高性能氧化铝陶瓷.用Archimedes法、电子探针和三点弯曲法研究了氧化铝陶瓷的致密化行为、显微结构和力学性能.结果表明:在1400℃烧结的氧化铝陶瓷的相对密度高达98.9%,晶粒细小,平均晶粒尺寸约为0.6μm,晶界上有莫来石相析出,样品的抗弯强度和断裂韧性分别达442MPa和4.7MPa·m1/2.     

烧结工艺对电容式高温压力传感器用氧化铝陶瓷基片的影响

为了研究不同烧结工艺对电容式高温压力传感器用氧化铝陶瓷基片的影响,以纳米α-Al_2O_3为主要原料,加入ZrO_2、MgO和Y_2O_3等粉料作为烧结助剂,采用流延成型、等静压成型和气氛保护无压烧结技术制备了氧化铝陶瓷基片。分别对试样的相对密度、抗弯强度、硬度及断裂韧性进行测试,并利用扫描电镜(SEM)观察其显微组织形貌。结果表明:陶瓷基片的烧结不宜接触O_2,因此在烧结过程中应选用流动高纯N_2对其进行气氛保护。为防止试样烧结后变形翘曲,基片在装载时应适度施加压盖,提高平整度。此陶瓷基片的理想烧结温度约为1550℃,对应试样的相对密度、抗弯强度、硬度及断裂韧性数值分别达到了98.8%、766 MPa、17.2 GPa及4.2 MPa·m~(1/2)。1550℃烧结试样显微组织呈现韧窝状,该结构有助于提高陶瓷基体的致密度及强韧化程度。     

CeO_2-TiO_2-La_2O_3复合烧结助剂对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷性能影响研究

以氧化锆(3Y-ZrO_2)和氧化铝(Al_2O_3)为主要原料,以CeO_2-TiO_2-La_2O3为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷。探讨了配方组成和烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷体积密度、抗弯强度等性能的影响。采用激光粒度仪对氧化铝粉体和氧化锆粉体的粒度大小进行分析,同时采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对烧结样品的物相组成和显微结构进行分析。实验结果表明:本实验所采用的氧化铝和氧化锆粉体纯度较高,符合使用要求。当添加剂中TiO_2加入量为2.0%时,Al_2O_3/ZrO_2复相陶瓷在1450℃烧结后的综合性能最佳,其对应的体积密度和抗弯强度分别为3.73g/cm3和353.83MPa。     

添加剂对低温烧结95氧化铝陶瓷性能的影响

采用MnO2-TiO2-CaO-La2O3复相添加剂作为氧化铝陶瓷的烧结助剂,研究了MnO2添加量对95氧化铝陶瓷烧结性能、力学性能和微观结构的影响。结果表明:当配方中MnO2含量为3.0%时,在1550℃烧结温度下制得的氧化铝陶瓷的综合性能最佳,烧结试样的体积密度达到3.76g.cm-3,试样的抗弯强度和洛氏硬度(HRA)分别达到355.22MPa和84.3。     

空心球包覆处理制备氧化铝多孔陶瓷

采用浆料浸渍法在氧化铝空心球表面包覆高岭土和滑石粉(质量比为2∶3),利用高岭土和滑石粉引入的MgO-SiO2-Al2O3作为助烧剂,采用干压成型工艺制备氧化铝空心球多孔陶瓷,研究了高岭土和滑石粉包覆量对氧化铝空心球多孔陶瓷性能的影响。结果表明:随高岭土和滑石粉包覆量的增加,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、收缩率、抗弯强度和断裂韧性先减小后增大;当滑石粉和高岭土包覆量为11.5%(质量分数)时,氧化铝空心球多孔陶瓷的相对密度、线收缩率、抗弯强度和断裂韧性均分别达到最大值0.77、26%、177MPa和3.08MPa·m1/2。包覆后的氧化铝空心球多孔陶瓷的抗弯强度是未包覆的3倍。包覆适量高岭土和滑石粉明显改善了氧化铝空心球的界面结合强度。     

烧结温度对BN-ZrB_2-ZrO_2复相陶瓷结构与性能的影响

以h-BN为基体材料,ZrO2、AlN、B2O3和Si等为改性剂,采用反应热压烧结工艺制备BN-ZrB2-ZrO2复相陶瓷,研究了烧结温度对BN基复相陶瓷物相组成、致密化、微观结构及力学性能的影响。结果表明:提高烧结温度可促进ZrB2相的形成,烧结后的复合陶瓷中出现SiAlON相;随烧结温度升高,样品相对密度、抗弯强度和断裂韧性都呈现先升高后降低趋势,烧结温度为1 900℃时材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性最高,分别为95.2%、226.0MPa和3.4MPa·m1/2。ZrB2相的存在显著提高了BN基复相陶瓷的力学性能。与热压烧结纯BN陶瓷相比,BN-ZrB2-ZrO2复相陶瓷的抗弯强度提高了183%,且该复相陶瓷主要以沿晶断裂为主,高温下烧结的样品中出现晶粒拔出现象,并伴随有少量穿晶断裂。     

PbO-SiO2玻璃对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响

为了制备耐高压、高储能密度陶瓷电容器,研究了不同PbO-SiO2(PS)玻璃添加量对Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷致密度和介电性能的影响。结果表明:PS玻璃能有效降低Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的烧结温度,细化晶粒,提高样品的致密度。添加适量PS玻璃改善了Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的介电性能。添加质量分数为1%PS玻璃的Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷在1100℃烧结致密,相对密度达到98.3%,平均击穿场强达到15.4kV/mm,相对于纯Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷的提高了1.5倍,1kHz的室温相对介电常数达到1179,介电损耗为6×10-4。