成型压力对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织结构和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体硬质相,Ni和Co为金属黏结相,WC、Mo₂C和TaC为第二相碳化物,借助真空热压烧结技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,探究了成型压力对金属陶瓷物相组成、微观形貌和成分、相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度的影响.研究结果表明：成型压力并未改变金属陶瓷的物相组成,所有试样均展现出典型的芯-环结构;无压成型烧结制备出的金属陶瓷不仅具有典型的黑芯-灰白双环结构,还呈现另一种白芯灰环结构.同时,金属陶瓷的晶粒度得到了细化.力学性能测试结果表明：成型压力达到8 MPa,金属陶瓷的相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度达到最大值,分别为99.1%,19.39 GPa, 7.84 MPa·m^1/2和1 488 MPa.金属陶瓷的断裂模式主要为沿晶断裂,并呈现较多的韧窝和撕裂棱.     

不同改性剂对ZrO2陶瓷烧结性能与微观结构的影响

通过在ZrO₂陶瓷粉体中添加不同量的CeO₂、MgO、Y₂O₃,探讨了不同改性剂对ZrO₂陶瓷烧结性能与微观结构的影响规律。结果发现,添加CeO₂作为改性剂能有效细化ZrO₂的陶瓷晶粒,并提高陶瓷的体积密度,但不能消除陶瓷中裂纹的产生;适量MgO的添加,可以有效防止ZrO₂陶瓷中出现裂纹,但对陶瓷晶粒的细化作用有限,且添加量过大后将导致陶瓷晶粒发生急剧生长;少量Y₂O₃的添加,即可有效细化ZrO₂陶瓷的晶粒大小并消除陶瓷中裂纹的产生,其最佳添加量在3mol%。适量MgO的添加可以将陶瓷的致密化温度降至1450℃,而添加Y₂O₃陶瓷的致密化温度均在1550℃以上。     

Effects of TiB_2 Content on the Microstructures and Mechanical Properties of Low-Cobalt Ti(C,N)-TiB_2 Cermets Fabricated by Vacuum Hot Pressing

Ti(C,N)-TiB_2 cermets were fabricated from Ti(C,N), TiB_2, Co and WC powder mixtures via a vacuum hot pressing process. The influence of TiB_2 content on their microstructures and mechanical properties was investigated. As a result of the elevated TiB_2 contents, two types of corerim microstructures were present in the Ti(C,N)-TiB_2 cermets, and remarkably improved mechanical properties were achieved. With the increase of TiB_2 content, the flexural strength, fracture toughness and hardness of the Ti(C,N)-TiB_2 cermets first increased, and then decreased, while their relative density consistently decreased. Attributed to an integration of the intergranular and intrangranular fracture behaviors, the Ti(C,N)-TiB_2 cermets with 20 wt% TiB_2 content exhibited the best overall properties with the relative density, hardness, fracture toughness and flexural strength at 99.3%, 1 995 HV, 7.92 MPa·m1/2 and 1 114 MPa, respectively. The underlying mechanism for their enhanced properties was studied in detail.     

燃烧合成ZrC-ZrB_2陶瓷颗粒增强ZrCo_3B_2基复合材料

以Co、Zr和B4C粉末为原材料,通过燃烧合成技术制备了Zr C-ZrB2/Zr Co3B2复合材料。采用DSC、XRD和SEM探索了Co含量对Co-Zr-B4C体系反应行为和产物的影响,并分析了该体系相转变路径。结果表明,随Co含量的增加,燃烧温度和产物的颗粒尺寸逐渐降低。Co-Zr-B4C体系的相转变路径为:Co+Zr+B4C→Co+Zr+B4C+Co Zr→Co+Zr+B4C+Co Zr+Co Zr2+Co B+Co13B7+Zr C+ZrB2→Zr+Co Zr+Co Zr2+Co B+Zr C+ZrB2+Zr Co3B2→Zr C+ZrB2+Zr Co3B2。     

CBZS/AlN玻璃-陶瓷的低温烧结及性能研究

以CaO-B2O3-ZnO-SiO2(CBZS)玻璃粉以及AlN粉体为原料,采用常压烧结法制备了CBZS/AlN玻璃-陶瓷,研究了不同CBZS玻璃含量对复合材料烧结性能、热学性能、介电性能以及力学性能的影响规律.结果表明:CBZS玻璃含量的增加,能有效促进CBZS/AlN玻璃-陶瓷的致密化,可在700～775℃烧结获得致密结构的CBZS/AlN玻璃-陶瓷复合材料;但当CBZS玻璃的含量超过65％后,对玻璃-陶瓷烧结性能的促进作用开始减弱,并恶化了复合材料的热导率与弯曲强度,同时增加其介电损耗.当CBZS玻璃含量为65wt％时,在750℃烧结可获得致密结构的玻璃-陶瓷复合材料,其体积密度为2.87 g·cm-3,热导率为5.31 W/(m·K),介电常数为7.45,介电损耗为0.86×10-3,抗弯强度为209.04Mpa.     

地铁隧道盾构施工下穿密集民房监测控制技术研究

广州市轨道交通十三号线首期工程[文园站-庙头站]区间隧道采用土压平衡盾构机施工下穿密集民房,该区域地质条件复杂、施工难度大。各参建单位提前进行施工策划,通过监测数据实时反馈进行精细管理、动态调整,在上软下硬地层中保证了建筑物的安全。针对存在沉降异常的建筑物,监测实测数据结合施工进程进行数据分析,总结技术经验,为以后类似边界条件下盾构下穿施工提供经验借鉴。     

地铁盾构隧道无端墙密闭钢套筒接收技术研究

地铁盾构隧道施工中由于盾构到达时接收端主体结构未施工或盾构出洞端头未进行加固导致盾构无法接收的情况。采用钢套筒密闭结构施工工艺有效解决上述情况带来的风险。以地铁区间为实例,在借鉴以往经验的基础上,在接收端未施工二衬结构的情形下,对盾构钢套筒接收[1]进行研究,考虑防水及其密闭性,为相关地铁盾构隧道施工提供了指导和借鉴。     

流延成型法制备CBS系玻璃-陶瓷复合材料

以CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃粉体、Al2O3陶瓷粉体和Li2CO3助熔剂为原料,通过流延成型法制备了CBS/Al2O3玻璃-陶瓷复合材料流延片。结果表明,Li2CO3通过与CBS、Al2O3、B2O3反应生成低熔点的Li4B2O5和LiAlO2液相,降低了CBS/Al2O3复合材料的烧结温度,在850℃烧结时的体积密度为2.63g/cm3;具有良好的介电性能:介电常数为7.24,介电损耗为1.57×10-3;流延片通过与高热导率的Ag共烧,获得优异的热传导性能,当通孔占有率及间距为3.88%和1.00mm时,热导率为15.16 W/(m·K),已经达到AlN/玻璃基板的热传导性能。     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.