化学共沉淀法制备微晶PSZ陶瓷的显微结构与力学性能

采用化学共沉淀法制备ＺｒＯ２－ＭｇＯ－Ｙ２Ｏ３系和ＺｒＯ２－ＭｇＯ－Ｙ２Ｏ３系均匀超细活性粉末，经化学组成和显微结构设计，获得了固溶湿度小于等于１５５０℃且致密烧结的微晶ＰＳＺ复相陶瓷，其常温抗弯强度为７６６ＭＰａ，断裂韧性Ｋ１ｃ为１２．５ＭＰａ·ｍ＾１／２。研究了ＭｇＯ和Ａｌ２Ｏ３以及１１００℃热处理时间对材料显微结构、相组成和力学性能的影响。     

氧化锆增韧堇青石陶瓷的研究

添加分散的氧化锆对多晶体堇青石进行了增强和增韧。含１０％（按质量计，下同）ＺｒＯ２的氧化锆增韧堇青石陶瓷（ＺＴＣＣ）的抗弯强度（１３０ＭＰａ）较１４００℃，６ｈ制备的人工合成高纯多晶堇青石的（７４．３ＭＰａ）有明显提高。含有５％ＺｒＯ２和１％ＣａＯ二元弥散相粒子的ＺＴＣＣ的断裂韧性增大至２．８３ＭＰａ·ｍ＾１／２。当加入１５％Ｙ－ＴＺＰ，样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达１８８ＭＰａ和３．２ＭＰａ·     

氧化物陶瓷增韧技术的研究

本文以工业纯ＺｒＯ２和工业纯Ａｌ２Ｏ３的原料,采用多元稳定剂的复合添加技术和弥散颗粒预合成工艺制备ＺＴＡ（氧化锆增韧氧化铝）复相陶瓷。通过对材料的制备、烧结性能和力学性能的研究,找出了与ＺＴＡ材料最佳抗弯强度和断裂韧性相对应的最佳工艺参数,并讨论了稳定剂含量以及弥散颗粒含量对ＺＴＡ材料力学性能的影响。     

纳米Al2O3-ZrO2(3Y)复相陶瓷的微波烧结

采用纳米Ａｌ２Ｏ３粉和纳米ＺｒＯ２（３Ｙ）粉为原料,对不同成分配比的Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（３Ｙ）复相陶瓷进行了微波为烧结的研究。实验结果表明微波烧结可获得委肮的致密度,并提高断裂韧性,但晶粒长大倾身大于其它烧结方式;在Ａｌ２Ｏ３－ｚｒ２（３Ｙ）二元系中,随ＺｒＯ２（３Ｙ）含量啬,烧结时的致密化过程加速,且晶粒长大倾向减小。     

湿化学法制备微晶（Y，Mg）－PSZ／MgAl_2O_4陶瓷的研究

研究了用湿化学法制备Ｙ_２Ｏ_３－ＭｇＯ－ＺｒＯ_２－Ａｌ_２Ｏ_３四元系超细粉末的工艺技术，探讨了包裹沉淀和包裹沉淀－乙酸镁混合两种制备工艺及组成对微晶ＰＳＺ材料结构、性能的影响。经１１００℃适当时间的热处理获得了在ｃ－ＺｒＯ_２中具有ｔ－ＺｒＯ_２梭形析出体的微晶ＰＳＺ复相陶瓷，其室温强度达８００ＭＰａ，断裂韧性在１４ＭＰａ·ｍ１／２左右，１０００℃下高温强度可达４５８ＭＰａ。     

湿化学法制备微晶（Y,Mg）—PSZ／MgAl2O4陶瓷的研究

研究了用湿化学法制备Ｙ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＺｒＯ２－Ａｌ２Ｏ３四元系超细粉的工艺技术，探讨了包裹沉和包裹沉淀－乙酸镁混合两种制备工艺组成对微晶ＰＳＺ材料结构、性能的影响。经１１００℃适当时间的热处理获得了在ｃ－ＺｒＯ２中具有ｔ－ＺｒＯ２梭形析出体的微晶ＰＳＺ复相陶瓷，其室温强度达８００ＭＰａ，断裂韧笥在１４ＭＰａ，Ｍ＾１／２左右，１０００℃下高温强度可达４５８ＭＰａ。     

Si_3N_4-Al_2O_3-ZrO_2系陶瓷表面氧化层组成的EPMA分析

利用ＥＰＭＡ和ＸＲＤ的分析方法，研究了Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层组成。结果表明，Ｓｉ＿３Ｎ＿４－Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＺｒＯ＿２系陶瓷材料表面氧化层是由方石英相、ＺｒＳｉＯ＿４相和含有Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的ＳｉＯ＿２玻璃相所组成，其中ＳｉＯ＿２玻璃相中Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ等的含量，随着氧化时间的增加而逐渐增加。     

ZrO2—CeO2—CaO系陶瓷的制造与性能

本文研究了在均匀沉淀阶段加入的二价阳离子钙对二氧化锆砂的相组成和形态学组成，以及对二氧化锆多晶材料性能的影响。在ＺｒＯ２－ＣｅＯ２系中采用氧化钙作改性处理剂时可使无定形氢氧化物沉淀物的结晶温度发生变化；加入０．８％￣１．０％氧化钙时，可使陶瓷的微观结构完善，与此同时，其粘滞系数值也显著增大。     

不同工艺制备ZrO2—Al2O3复合陶瓷超细粉体的研究

采用正滴定工艺，反滴定工艺和水解工艺来制备ＺｒＯ２－Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷超细粉体。研究了制备工艺对水合氧化锆凝胶的包裹状态，煅烧后粉体中ＺｒＯ２颗粒的弥散状态以及烧结体显微结构的影响。结果表明采用水解工艺，ＺｒＯ２颗粒能均匀弥散在Ａｌ２Ｏ３颗粒周围，最终获得均匀细晶的陶瓷烧结体；在反滴定工艺中，虽然水合氧化锆凝胶能较好包裹Ａｌ２Ｏ３颗粒，但由于Ａｌ２Ｏ３颗粒本身得不到有效分散，因此在烧结体中出现了     

ZrO2的电学性质与缺陷结构

应用缺陷化学理论，探讨了纯ＺｒＯ２晶体的缺陷结构和电学性质，以及添加稳定剂对ＺｒＯ２电学性质的影响，解释了ＺｒＯ２用作导电陶瓷的某些特性。     

(Y,Ce)-ZrO2增韧92Al2O3陶瓷的研究

采用自制均匀分散的(1.5Y,4Ce)-ZrO2微粉,通过适当工艺和92Al2O3复合,提高了92Al2O3陶瓷的韧性和强度.最后采用X-射线衍射分析、扫描电镜分析研究了该样品的机械性能与烧成制度、相组成及微观结构的关系.结果表明:92Al2O3陶瓷性能的提高归因于ZrO2的应力诱导相变增韧,并且当(1.5Y,4Ce)-ZrO2微粉的加入量为20%(质量分数)时,试样在1550℃烧成时,材料的抗弯强度、断裂韧性以及硬度得到了很好的改善.     

Al2O3增强ZrO2陶瓷的制备及性能研究

本文采用热分解法制备Al2O3微粉、化学共沉淀法制备(Y,Ce)—ZrO2超细粉,通过适当工艺制备出ZrO2／Al2O3复合陶瓷。经研究发现,添加Al2O3,可抑制ZrO2晶粒的长大,提高基体的强度和韧性。当Al2O3含量达到30%(质量分数)时,复合陶瓷的抗弯强度为986MPa,断裂韧性为13.7MPa*m1／2。材料性能的提高可归结为Al2O3颗粒的弥散增韧和ZrO2陶瓷的相变增韧叠加作用的结果。     

多元稳定剂复合掺杂对增韧ZrO_2陶瓷性能的影响

Y_2O_3、CeO_2,MgO分别单独作为稳定剂制备增韧ZrO_2陶瓷材料,各有优点和不足。为了发挥不同稳定剂的优点而抑制其不足,本文研究了多元稳定剂复合添加对增韧ZrO_2陶瓷性能的影响。试验发现Y、Ce、Mg三种稳定剂复合掺杂的(Y、Ce、Mg)—PTZ陶瓷保持了Y稳定剂使材料强度、硬度较高的优点,发挥了Ce稳定剂使材料高韧性的优点,而Mg的加入实现了液相促进下的低温烧结,克服了Ce稳定剂使材料晶粒粗大,穿晶断裂等缺点,可获得高韧性、高强度ZrO_2陶瓷材料。     

ZrO2和Ni复合掺杂对Al2O3陶瓷结构及性能的影响

利用非均相沉淀包覆-热还原工艺制备粒径分布均匀、表面光滑的球形Al2O3/ZrO2/Ni,Al2O3/Ni,Al2O3/ZrO2复合结构粉体,再经真空热压烧结得到相应的复合陶瓷.通过X射线衍射和扫描电镜对前躯体、热还原粉体及烧结陶瓷的成分及结构进行了表征,并对陶瓷的力学性能、介电常数进行了检测和分析.实验结果表明:金属Ni的引入抑制了Al2O3的致密化,细化了晶粒,强化了氧化铝晶界,使氧化铝发生穿晶断裂而起到增韧效果;ZrO2对Al2O3陶瓷致密化及细化晶粒作用不明显,但通过相变增韧或形成弱界面起到了较好的增韧作用;Al2O3/ZrO2/Ni复合材料的断裂韧性增加值并未高于Al2O3/Ni和Al2O3/ZrO2 2种复合材料断裂韧性增加值之和,但增强了空间电荷的极化,使复合材料具有较高的介电常数.     

Al2O3添加量对Y—TZP陶瓷烧结及力学性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对Ｙ－ＴＺＰ陶瓷烧结及力学性能的影响，结果表明，微量Ａｌ２Ｏ３可固溶于ＺｒＯ２中而提高材料致密度，使Ｙ－ＴＺＰ的强度、耐磨性等力学性能也同时得到提高，过量Ａｌ２Ｏ３处ＺｒＯ２晶界上阻碍致密化，２０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，１５５０℃，４ｈ未能烧结，使各项力学性能明显下降。     

ZrB2含量对LaB6-ZrB2复合材料性能的影响

采用碳热还原法合成了不同ZrB2含量的LaB6-ZrB2复合粉末。通过热压烧结法制备了相应的复合材料,其性能测试结果表明：随着ZrB2含量的增加,LaB6-ZrB2复合材料的硬度和弯曲强度均随之增大．而断裂韧性则先增后减,在ZrB2质量分数为21％时,其断裂韧性达最大值。利用金相显微镜和扫描电镜观察多晶试样的微观组织及断口形貌,初步分析了复合材料的增韧机制。     

常压烧结莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷的研究

本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料人力学性能较莫来石／氧化锆陶瓷有明显的提高，并在ＳｉＣ含量为１０ｖｏｌ％时达到峰值，室温强度和断裂韧性分别为６０１ＭＰａ和５．８ＭＰａ＾Ｃ２，接近热压材料。     

Al_2O_3–ZrO_2复相陶瓷的低温力学性能和热学性能

采用无压烧结法制备Al2O3–15%（质量分数）ZrO2（简称ZTA）复相陶瓷,研究了ZTA复相陶瓷在293～77K的力学性能以及300～5K的热学性能,分析了ZTA复相陶瓷在不同温度断裂时断面上ZrO2发生的相变量和相变区宽度。结果表明：ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度均随温度下降而逐渐提高;77K时抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度比293K时分别提高了10.8%、19.7%和10.4%;ZTA复相陶瓷的热导率随温度下降先增大,在97K时达到最大值,然后随温度下降而降低。低温环境增强了ZTA复相陶瓷中应力诱导t-ZrO2→m-ZrO2的相变增韧效应,提高了ZTA复相陶瓷的低温力学性能。ZTA复相陶瓷具有良好的低温力学性能和较小的低温热导率,是一种有广阔应用前景的低温结构陶瓷材料。     

Mechanical and tribological properties of TiB2-SiC and TiB2-SiC-GNPs ceramic composites

TiB₂-SiC and TiB₂-SiC-graphene nanoplatelets (GNPs) composites were prepared using field-assisted sintering technology at 2100 °C in argon atmosphere, and the influence of the SiC and different GNPs addition on microstructure development, mechanical and tribological properties has been investigated. Instrumented hardness, bending strength, chevron-notched fracture toughness and ball-on-flat tribological tests were used for the testing and characterization of the composites. The addition of SiC significantly improved the bending strength and elastic modulus with values of 601 MPa and 474 GPa, respectively, but decreased the fracture toughness with a value of 4.8 MPa.m^1/2. The addition of GNPs has a positive effect on fracture toughness and flexural strength but a negative one on the hardness. The increasing amount of both GNPs has a positive influence on wear characteristics of the composites thanks to the described wear mechanisms.     

Enhancing toughness and strength of SiC ceramics with reduced graphene oxide by HP sintering

In this paper, the silicon carbide-reduced graphene oxide (SiC/rGO) composites with different content of rGO are investigated. The hot pressing (HP) at 2100?°C for 60?min under a uniaxial pressure of 40?M?Pa resulted in a near fully-dense SiC/rGO composite. In addition, the influence of graphene reinforcement on the sintering process, microstructure, and mechanical properties (fracture toughness, bending strength, and Vickers hardness) of SiC/rGO composites is discussed. The fracture toughness of SiC/rGO composites (7.9MPam^1/2) was strongly enhanced by incorporating rGO into the SiC matrix, which was 97% higher than the solid-state sintering SiC ceramics (SSiC) by HP. Meanwhile, the bending strength of the composites reached 625?M?Pa, which was 17.3% higher than the reference materials (SSiC). The microstructure of the composites revealed that SiC grains were isolated by rGO platelets, which lead to the toughening of the composite through rGO pull out/debonding and crack bridging mechanisms.