制备工艺对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能的影响

采用热压法制备了10%(质量分数)TiC/4.7%(质量分数)Mo增强B4C基陶瓷,分析了烧结温度、保温时间和烧结压力对力学性能的影响.烧结温度由1 800℃提高到1 900℃时,复合材料的抗弯强度由590MPa提高到705MPa;当烧结温度升至1 950℃,强度反而下降;硬度和韧度随烧结温度升高而提高.在烧结温度为1 900℃压力为35MPa保温时间由15min提高到45min时,抗弯强度由600MPa提高到705MPa;进一步增加保温时间,抗弯强度随保温时间的增加而下降;硬度和韧度随保温时间延长而提高.烧结压力对复合材料力学性能的影响较小.当烧结参数为1 900℃、45min、35MPa,B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料抗弯强度、硬度、断裂韧度、相对密度分别为705MPa、20.6GPa、3.82MPa·m1/2、98.2%.     

碳化硼涂层的研究进展

讨论了制备碳化硼涂层的主要方法,指出了各种制备方法的优缺点。探讨了评估碳化硼涂层的新方法,总结了改善碳化硼涂层的途径。     

透辉石/AlTiB增韧补强氧化铝基陶瓷材料烧结动力学和烧结机制

研究了透辉石/AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷材料的无压烧结致密化过程,通过绘制lg(ΔL/L0)-lgt图,用最小二乘法计算了透辉石/AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷材料的表观激活能.计算结果表明:纯Al2O3致密化机制为扩散机制控制;透辉石/AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷材料在烧结初期的致密化机制为液相流动和颗粒重排,在中、后期致密化机制转为扩散机制控制.根据烧结温度和保温时间对复合材料线收缩率的影响,建立了透辉石/AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷材料的烧结动力学方程;纯Al2O3陶瓷材料的烧结特征指数n约为2.5,其烧结过程中的物质迁移机制由体扩散控制;透辉石/AlTiB增韧补强Al2O3基陶瓷材料的烧结特征指数n值介于2.5与3.0之间,其在烧结中、后期的物质迁移机制既有体扩散,也有晶界扩散.     

碳化硼陶瓷增韧补强和致密化研究现状及其展望

碳化硼陶瓷具有极高的硬度,然而其低韧性、低抗弯强度、难以致密化限制了它的广泛应用.已有一些研究集中于碳化硼陶瓷增韧补强和致密化,对这一方面国内外研究进展进行了归纳与评述,阐明各种增韧补强和致密化方法的优缺点,提出碳化硼陶瓷增韧补强和致密化研究值得发展的一些方向.     

B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料的力学性能和微观结构

采用热压法制备了B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料,分析了烧结工艺和TiC含量对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能和显微结构的影响.当烧结参数为1900℃,45min,35MPa时,85.3%(质量分数,下同)B4C/10%TiC/4.7%Mo陶瓷复合材料的抗弯强度、韧性、硬度和相对密度分别为705MPa,3.82MPa·m1/2,20.6GPa,98.2%.添加的TiC在烧结过程中与B4C发生化学反应生成了TiB2,利用生成的TiB2与添加的Mo协同增韧补强B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料.     

B4C／TiO2／Al复合材料制备及其性能

采用热压法制备了B4C／TiO2／Al复合陶瓷材料，试验结果表明，TiO2和Al的加入，使得B4C／TiO2／Al复合材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性比纯B4C陶瓷材料有较大程度的提高；而且，添加相促进了复合材料的烧结．利用热力学和X射线衍射分析研究烧结过程中的化学反应，分析结果表明，复合材料中没有发现TiO2，Al，Al2O3;同时在复合材料中出现了TiB2，因为在热压过程中TiO2-B4C反应生成TiB2．分析了B4C／TiO2／Al复合陶瓷材料的微观结构和增韧机理．     

B4C／Al2O3／TiC复合陶瓷的力学性能和微观结构

利用热压烧结工艺成功制备了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷.探讨了TiC含量对B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷力学性能和显微结构的影响,并研究了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的增韧机制.结果表明,在烧结过程中B4C与TiC发生原位反应,生成了TiB2.发生原位反应有效的降低了B4C/Al2O3复合陶瓷的致密化烧结温度;B4C/Al2O3复合陶瓷烧结温度为2150℃,B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷的烧结温度为1900℃.而且,原位反应提高了B4C/Al2O3/TiC复合陶瓷相对密度和力学性能.裂纹偏转和裂纹钉扎是B4C/Al2O3/TiC复合材料主要增韧机制.     

烧结工艺对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷组织性能的影响

将透辉石和AlTiB中间合金添加到Al_2O_3基体中,采用无压烧结工艺制备了透辉石/AlTiB增韧补强Al_2O_3基陶瓷材料,建立了保温时间对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷相对密度影响的预测模型,研究了无压烧结温度和保温时间对透辉石/AlTiB增韧补强Al_2O_3基陶瓷材料力学性能和微观结构的影响.结果表明,所建立的模型较好的预测了保温时间对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷相对密度的影响趋势,Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷最佳烧结工艺为烧结温度1520℃和保温时间180min;烧结工艺对Al_2O_3/透辉石/AlTiB复合陶瓷材料气孔率、晶粒间结合强度、粒径大小和断裂机制等因素产生较大的影响,并由此影响材料的相对密度和力学性能.     

TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷的影响

利用原位反应热压工艺制备了B4C/Al2O3基复合陶瓷,研究了TiB2含量和烧结温度对B4C/Al2O3基复合陶瓷力学性能和微观结构的影响.结果表明,当TiB2含量低于8.7％时,随原位反应生成的TiB2含量的增加,有效的促进了B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷的烧结,提高相对密度,改善了力学性能.当烧结温度低于1900℃时,其力学性能随烧结温度增加而提高;当超过1900℃时,其力学性能随烧结温度的提高而降低.在1900℃,60 min时,B4C/Al2O3/TiB2复合陶瓷获得最佳综合力学性能,其硬度、断裂韧性和抗弯强度分别为24.8 GPa、4.82 MPa·m1/2和445.2 MPa.     

Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的研究

采用热压工艺制备了Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料,测量了其力学性能.结果表明,当CaF2含量为10%(质量分数,下同)时,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的强度和硬度最高,分别达到了589MPa和HV1537.其微观结构显示,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料的晶粒大小均匀,基体组织成网状结构,有利于提高材料的强度.对Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料室温干摩擦下的摩擦磨损行为进行了研究,当CaF2含量为10%时,摩擦系数最低,约为0.28左右,CaF2含量为15%的陶瓷反而具有较大的摩擦系数,达到了0.32左右.研究表明,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷材料能形成有效的减磨层,从而显著降低摩擦系数和磨损因子,具有一定的自润滑性能.