激光近净成形不同颜色Al_2O_3陶瓷件微观组织及裂纹分析EI北大核心CSCD

使用激光近净成形方法,在Ti-6Al-4V基板上进行高纯Al2O3成形实验,分别制备出黑色和白色Al2O3薄壁样品。利用扫描电子显微镜观察样品截面微观组织并检测截面化学元素。利用X射线衍射仪分析原始Al2O3粉末、黑色样品和白色样品的物相组成、成色原因以及成形件样品表面裂纹数量与颜色之间的关系。结果表明:黑色薄壁样品表面裂纹数量多、分布均匀;白色薄壁样品仅中上部含有极少量裂纹。成形工艺可显著影响陶瓷粉末中杂质氧化物的挥发程度,进而影响成形件样品元素组成及物相。次晶相的出现是成形件样品颜色发黑的根本原因,并加剧了黑色样品表面裂纹的产生与扩展。     

Al_2O_3-TiCN/Co-Ni复合材料制备及力学性能

用真空热压烧结法制备了Al2O3-Ti C0.5N0.5/Co-Ni复合材料,用扫描电子显微镜、能谱仪、电子万能试验机和Vickers硬度仪等测试分析了不同烧结参数对样品显微组织及力学性能的影响。结果表明:当烧结温度1 650℃,压力25 MPa,保温时间30 min时,样品的相对密度、抗弯强度(σmax)、断裂韧性(KICmax)和Vickers硬度(HV)的最大值分别达到99.6%,σmax=1 100 MPa,KICmax=10.5 MPa·m1/2和HV=23.7 GPa,样品断口形貌存在混晶断裂特征。     

纳米TiN-Al_2O_3基复相陶瓷的电学及力学性能

以纳米Al2O3和TiN为原料,以SiO2为助烧剂,热压烧结后获得TiN-Al2O3复相陶瓷。TiN-Al2O3复相陶瓷具有较优异的力学性能:三点弯曲强度最高达到565.8MPa,断裂韧性在4～6MPa·m1/2之间。复相陶瓷中立方TiN均匀地分布在Al2O3基体中,TiN颗粒主要分布在Al2O3晶界处。当TiN颗粒的体积含量为5%时,TiN-Al2O3复相陶瓷的电阻率在1012～104Ω·cm范围内,其加载电压可达0.75kV/mm。     

Al_2O_3－AlN－TiC复合陶瓷的制备与微观结构

用反应烧结和气氛烧结技术制备Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＡｌＮ－ＴｉＣ复合陶瓷，用ＸＲＤ，ＳＥＭ等测试手段进行了微观结构的研究，结果表明，用该技术制备的复相陶瓷含有纳米级的ＡｌＮ晶粒，从而使得在较低的烧结温度下可以制得比较致密的Ａｌ＿２Ｏ＿３－ＡｌＮ－ＴｉＣ复合陶瓷。     

激光熔覆Al2O3+TiO2复合陶瓷涂层的微观结构

研究了４５＃钢表面Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２复合陶瓷激光熔覆层的微观组织和相结构、Ａｌ２Ｏ３＋ＴｉＯ２复合陶瓷激光熔覆涂层由α－Ａｌ２Ｏ３,ＴｉＯ２,γ－ＴｉＯ２,γ－Ａｌ２Ｏ３及Ａｌ２ＴｉＯ５相组成,消除了等离子喷涂层的层状组织特征,形成了大致方向的柱状晶,晶内为溶入了Ｔｉ及少量底层元素的α－Ａｌ２Ｏ３;晶界为由ＴｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３形成的Ａｌ２ＴｉＯ５相,溶有少量的Ｃｒ,Ｆｅ,Ｙ取代了Ａｌ２ＴｉＯ５     

Al2O3—AIN—TiC复合陶瓷的制备与微观结构

用反应烧结和气氛烧结技术制备Ａｌ２Ｏ３－ＡＩＮ－ＴｉＣ复合陶瓷，用ＸＲＤ，ＳＥＭ等测试手段进行了微观结构的研究，结果表明，用该技术制备的复相陶瓷含有纳米级的ＡＩＮ晶粒，从而使得在较低的烧结温度下可以制得比较致密的Ａｌ２Ｏ３－ＡＩＮ－ＴｉＣ复合陶瓷。     

Y-SiAlON/BaSi_2Al_2O_8复合陶瓷的微观结构与力学性能

以α-Si3N4粉、Al2O3粉、AlN粉、Y2O3粉和BaSi2Al2O8(BAS)粉为原料,采用热压烧结技术制备Y-SiAlON/BAS复合陶瓷,研究了BAS含量对复合陶瓷相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明:所制备的材料均接近完全致密(致密度99%),且生成了长棒状SiAlON晶粒,随BAS添加量增加,α-SiAlON含量减少,β-SiAlON含量增加,材料硬度急剧下降,断裂韧性和弹性模量略有降低,添加10%(质量分数)BAS的Y-SiAlON陶瓷具有最高的抗弯强度(775.5MPa)。长棒状SiAlON晶粒的拔出及裂纹偏转是Y-SiAlON/BAS复合陶瓷的主要增韧机制。     

Al_2O_3–SiC复相陶瓷的摩擦磨损特性

用真空热压工艺制备了Al2O3-SiC复相陶瓷.对热压烧结的纯Al2O3以及Al2O3-SiC复相陶瓷进行了摩擦磨损实验,研究了SiC添加量对复 相陶瓷摩擦磨损性能的影响.结果表明:在压力为25 MPa,1635℃热压烧结1h,当SiC的质量含量为5%时,Al2O3-SiC复相陶瓷的耐磨性最佳,虽摩擦系数最大(0.61,Al2O3则为0.46),但磨损率(WR)仪为5×10-4mm3/(N·m).Al2O3-SiC复合材料的磨损机理为脆性断裂引起的磨粒磨损,材料的 WR与断裂韧性(KIc)和Vickers硬度(Hv)的乘积(KIc1/2HV5/8)成反比.     

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。     

SiO2/CrO3对SHS陶瓷复合钢管力学性能的影响

采用重力分离自蔓延高温合成技术,制备了陶瓷内衬复合钢管,研究了添加CrO3和SiO2对陶瓷复合钢管的压溃强度、压剪强度、陶瓷层相对密度、显微硬度的影响。结果表明：添加SiO2可以通过增加低熔点相来提高复合钢管的力学性能,以CrO3部分取代Fe2O3可以通过升高反应温度来提高复合钢管的力学性能。同时加入4％SiO2(质量分数,下同）和8％CrO3,可以获得性能优良的陶瓷内衬复合钢管。     

添加ZrSiO4制备Al2O3/ZrO2/莫来石复相陶瓷的组织及力学性能研究

将一定质量的硅酸锆和氧化钇加入无水乙醇湿法研磨、干燥后,加入Al2 O3陶瓷粉料中,1550℃常压烧结,保温3h,制得陶瓷.研究所制备陶瓷的微观组织及其力学性能.结果表明:添加ZrSiQ之后,陶瓷中生成了t-ZrO2,ZrO2相变时的体积效应弥补了部分气孔,使复相陶瓷气孔减少,致密度提高;界面生成的ZrO2改变了材料的断裂方式,使材料的抗弯强度、断裂韧性、抗热震性能都得到明显的改善.     

Fabrication and Mechanical Property of BaNb2O6/Al2O3 Composite Ceramics

为研究功能材料对结构陶瓷微观结构和力学性能的影响,将铁电相 BaNb2O6引入到 Al2O3陶瓷中,分别采用无压和热压烧结技术于 1350 ℃制备 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷,对其物相组成、微观结构和力学性能进行了研究。结果表明：BaNb2O6与 Al2O3经过高温烧结能够稳定共存,BaNb2O6的加入促进了 Al2O3陶瓷的烧结。BaNb2O6加入量为 10%（体积分数）时,1350 ℃无压烧结和热压烧结制备的 BaNb2O6/Al2O3复相陶瓷的致密度、抗弯强度和断裂韧性分别为 94.6%、214MPa、2.28 MPa m1/2和 99.3%、332 MPa、3.55MPa m1/2。当裂纹扩展遇到 BaNb2O6晶粒时发生穿晶断裂,但在晶粒内部出现裂纹偏转,说明铁电相 BaNb2O6晶粒内部的微观结构有助于陶瓷的强韧化。     

层状复合陶瓷材料制备工艺与性能关系

通过对Al2O3/ZrO2层状复合陶瓷制备工艺与性能关系的研究,表明配合料的均匀性及流动性对制品的最后性能起关键作用.本实验条件下最佳烧结工艺为:1650℃×2h,升温速率1～2℃/min.该层状陶瓷的抗弯强度随相对密度的提高而提高,硬度和断裂韧性与相对密度关系不大.层状陶瓷较单层陶瓷具有较高的硬度、断裂韧性和强度.     

Microstructure and Mechanical Properties of Y-SiAlON/BaSi2Al2O8 Composite Ceramics

以 α-Si3N4粉、Al2O3粉、AlN 粉、Y2O3粉和 BaSi2Al2O8（BAS）粉为原料,采用热压烧结技术制备 Y-SiAlON/BAS 复合陶瓷,研究了 BAS 含量对复合陶瓷相组成、微观结构及力学性能的影响。结果表明：所制备的材料均接近完全致密（致密度〉99%）,且生成了长棒状 SiAlON 晶粒,随 BAS添加量增加,α-SiAlON 含量减少,β-SiAlON 含量增加,材料硬度急剧下降,断裂韧性和弹性模量略有降低,添加 10% （质量分数）BAS 的 Y-SiAlON陶瓷具有最高的抗弯强度（775.5MPa）。长棒状 SiAlON 晶粒的拔出及裂纹偏转是 Y-SiAlON/BAS 复合陶瓷的主要增韧机制。     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

La2O3掺杂对SnO2基陶瓷致密化与力学性能的影响

以La2O3作掺杂剂制得SnO2基陶瓷.运用XRD和SEM对SnO2基陶瓷的显微结构进行了表征,并测试了SnO2基陶瓷的体积密度、维式硬度、抗弯强度及断裂韧性.结果表明,在一定的掺杂范围内, La2O3的引入能明显改善SnO2基陶瓷的力学性能.同时,La2O3的加入可促进SnO2晶相的形成和生长,对SnO2基陶瓷的致密化起到了良好的作用.     

Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体

真空条件下,以Al2O3和Al为原料,通过Al2O歧化法制备微细Al2O3/Al复合粉体.XRD和SEM分析表明:在反应温度为1200～1400℃时,随着温度的升高,粉体中氧化铝含量升高;冷凝温度约为550～750℃时,复合粉体中的氧化铝包括稳定晶型和不稳定晶型;冷凝温度约为1100～1300℃时,复合粉体中的氧化铝全部为稳定晶型;冷凝温度约为550～650℃时,复合粉体的平均粒径小于0.5μm;冷凝温度约为750℃时,铝熔化、微粒团聚;冷凝温度约为1100～1200℃时,铝形成铝珠,氧化铝为不规则状、平均粒径小于2μm;冷凝温度约为1300℃时,氧化铝为片状.因此,通过选取合适的反应温度、冷凝温度,可以控制Al2O3/Al复合粉体中氧化铝的含量、晶型和粒径.     

ZrO2/Al2O3复相陶瓷的制备及性能研究

本文以工业用ZrO2和α-Al2O3微粉为原料,通过干压成型和常压烧结工艺制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷.通过检测复相陶瓷的体积密度、显气孔率、常温抗折强度、烧后线变化率和热震稳定性,研究不同α-Al2O3微粉加入量及添加剂Y2O3对ZrO2/Al2O3复相陶瓷烧结性能、常温强度、热震稳定性及微观结构的影响,并通过SEM方法对烧后试样的微观结构进行表征.结果表明:系统配料中加入Al2O3会降低ZrO2/Al2O3复相陶瓷的致密度,常温强度随着Al2O3加入量增大而呈现先增大后减小趋势,然而热震稳定性有一定程度改善.Y2O3作为一种助烧剂可以促进ZrO2/Al2O3复相陶瓷结构内晶粒长大,加入Y2O3有利于增强复相陶瓷的烧结性.     

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。