陶瓷烧结新技术—微波烧结

本文综述了微波烧结陶瓷材料这一新技术在国内外的研究，应用和进展，并介绍和指出了微波烧结的原理，特点及其未来展望。     

ZTM-复相陶瓷材料的原位反应烧结过程的研究

通过测定试样的真密度、烧成收缩率、相对密度以及ＸＲＤ分析,系统地研究了原位反应烧结 ＺＴＭ复相陶瓷的反应烧结机理。研究结果表明,ＺｒＳｉＯ４在１３５０℃开始分解,生成四方氧化锆（ｔ－ＺｒＯ２）和非晶相,随温度升高,非晶相含量增加,并在１４２０℃形成莫来石。ＺｒＳＯ４的分解和莫来石的生成是有一定时间间隔的。该化学反应在１４２０℃－１４８０℃迅速进行,并对致密化产生不利影响,可采用分段烧结或阶段性保温     

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。     

ZrO_2_-3Al_2O_3-2Sio_2/SiC_n纳-微米复相陶瓷的反应烧结技术

概述复相陶瓷和纳米陶瓷的主要内容和机理,介绍反应烧结ＺｒＯ２－３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＣｎ纳米复相陶瓷技术的研究内容、技术路线、工艺原理和发展前景。     

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。     

烧结助剂添加量对微波烧结3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷性能的影响

本文分别以TiO2和MgO纳米粉体为烧结助剂,采用微波烧结技术制备了3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷.研究了烧结助剂含量对材料相组成、致密化及力学性能的影响,通过XRD分析了复相陶瓷中t-ZrO2相的相对量变化,并采用SEM观察了弯曲断裂断口形貌.结果表明:随烧结助剂添加量的增加,微波烧结复相陶瓷的致密度、硬度和弯曲强度均有所增加,均优于传统烧结性能,陶瓷颗粒更细.烧结助剂添加量为0.2wt％ MgO、0.4wt％ TiO2,在1300℃微波烧结30 min时试样的致密度为98.1％,显微硬度和抗弯强度分别达18.9 GPa和626 MPa.     

热压烧结BN-AlN复相陶瓷致密化研究

研究了热压烧结BN-AlN复相陶瓷的致密化行为，研究了添加剂的加入量、AlN第二相的含量以及热压温度、保温时间等工艺参数对复相陶瓷致密化的影响。结果表明：当Y2O3的添加量为10％，AlN加入量为50％时，在1900℃，保温2h，压力为30MPa，N2气氛下可以制备出致密的BN—AlN复相陶瓷，对BN—AlN的相组成及显微结构进行了观察分析。     

Y,Ce—TZP陶瓷的微波快速烧结

微波烧结工艺具有烧结快速、产品致密、晶粒细小以及微观结构均匀等特点。本文研究了影响微波微快速烧结了ＴＺＰ陶瓷的各种因素，并与常规结作对比，着重从样品的力学性能、四方相含量和微观结构几方面探讨几烧结的种种特性     

莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响

通过显微结构观察研究了莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复相陶瓷显微结构的影响。研究结果表明：与不含晶种试样相比，添加Ma(d50=1.87μm)和Mb(d50=0.83μm)晶种试样的显微结构比较均匀，莫来石晶粒多呈等轴状，且大小均一，晶内型ZrO2和封闭气孔较少。添加晶种对莫来石晶粒有明显细化作用。但晶种添加量和晶种颗粒尺寸对反应生成莫来石的晶粒尺寸无明显影响。采用溶胶－凝胶法制备的莫来石晶种（Mc)使试样中长出了一定量的长柱状的莫来石晶粒。     

α—β—Sialon复相陶瓷研究进展

近年来,由于优异的高温性能及性能可设计性、α－β－Ｓｉａｌｏｎ复相陶瓷的研究经入注目。本文对α－β－Ｓｉａｌｏｎ复相陶瓷的相关性、致密化机理、相变、显微结构和力学性能作了全面的分析和阐述,并介绍了α－β－Ｓｉａｌｏｎ复相陶瓷的应用。     

粘土陶瓷的微波快速烧结

通过对添加不同金属或半导体粉末的粘土陶瓷的微波煤结研究，在实验上突破了一种简易并快速同波烧结低损耗的材料的方法，在大量实验数据的支持下，得出各种添加剂促进坯体吸收微波的顺序为：ＳｉＣ〉Ｆｅ〉Ｓｉ〉Ａｌ。同时通过对烧结后粘土陶瓷的力学性能和显微结构分析发现各添加剂对材料力学性能的促进顺序为：ＳｉＣ〉Ａｌ〉Ｆｅ〉Ｓｉ。     

氮化硅陶瓷的微波烧结

利用ＴＥ１０３单模腔微波烧结系统对添加６％（Ｙ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３）的α、β－ＳｉＮ４粉的微波加热特征进行了研究。通过选择合理的保温材料和烧结工艺,获得了较高密度、结构均的氮化硅烧结体。实验发现,对于粉末为α－Ｓｉ３Ｎ４的试样,在相变发生的温度内,相变的发生比较密化进程更早而且发生在一个相对更低的温度,研究结果也表明,在微波烧结中相变促进致密化进程。在较短的内警备交高的密度和较好的力学性质,氮化硅的     

ZTA陶瓷微波烧结研究

采用２．４５ＧＨＺ，５ＫＷ功率源的多模腔微波烧结装置对１５％（按质量计，下同）ＺｒＯ２（２．５％ｍｏｌ）Ｙ２Ｏ３＋８５％Ａｌ２Ｏ３的ＺＴＡ陶瓷的微波加热烧结特性，显微结构和力学性能作了较系统的研究，并与常规烧结进行比较，通过合理的保温结构设计和良好的爱人本负载阻抗匹配实现了微波快速绕结。实验发现：在多模腔中ＺＴＡ陶瓷坯体经微波加热约３０ｍｉｎ至１５４０℃保温２０ｍｉｎ（共约５０ｍｉｎ），其密度可达     

添加Sm2O3的β‘—12H复相sialon

在Ｓｉ－Ａｌ－Ｏ－Ｎ系统中，进行（β＇＋１２Ｈ）－ｓｉａｌｏｎ的成分设计，并以Ｓｍ２Ｏ３作为添加剂，用气压烧结（ＧＰＳ）制备了β＇＋１２Ｈ复相陶瓷。材料的相组成和微观结构研究表明：主晶相为β＇相和１２Ｈ相，纤维状的１２Ｈ与短柱状或等轴状的β＇交织排列形成致密组织。添加剂Ｓｍ２Ｏ３对复相ｓｉａｌｏｎ的致密化和结构性能有着较大影响，当添加量增加到５％（质量）时，材料达到理论密度为９９％，并显示较好的强     

Al/AlN复相陶瓷超高压烧结的研究

利用六面顶压机,实现了Al/AlN陶瓷材料的超高压烧结,对比研究了La2O3对烧结体烧结性能和显微结构的影响。结果表明：无助剂烧结时,烧结体致密化在1300℃-1500℃才表现出来;而La2O3在低温1100℃-1300℃就可以表现出助烧特性,烧结体在1500℃保温30min就可以达到最大致密度。在压力为5.0GPa、温度1500℃、烧结周期为50min的条件下,得到的烧结体显微结构致密,晶粒大小均匀,多为六角晶形。     

复相陶瓷

从陶瓷发展历史过程与相应社会发展需求说明复相陶瓷的研究是当前结构陶瓷发展的重要研究方向之一。简要介绍了复相陶瓷的组份设计的主要依据是物理化学性能上相互匹配,以及制备科学和工艺方案选择合理性。从近年来对复相材料的研究发展举出若干成功例子,其中以纳米级复合材料性能更佳,可能是发展高强高韧结构材料的一个主要方向。最后对复相陶瓷的强化增韧机理加以综述。     

氮化铝陶瓷的微波烧结研究

利用ＴＥ１０３单模腔微波地系统对ＳＨＳ制备的ＡｌＮ粉的加热烧结特征，烧结样品的显生结构进行了研究。通过适当的保温措施和烧结工艺实现了ＡｌＮ陶瓷的微波快速烧结。     

陶瓷微波烧结的发展概况

陶瓷的传统烧结方法都是由燃料燃烧产生热能．通过热传导、对流、辐射等传人物体内部,使物体加热而达到烧结的目的。这种烧结方法,在热量由外向内的传递过程中,始终存在温差;传统烧结方法中燃料燃烧时不可避免地会产生废气污染。基于这些原因,促使人们不得不寻找另外的烧结方法。     

添加YAG的气压烧结α/β-sialon复相材料

对比研究了YAG替代Y2O3和Al2O3作为添加剂的α/β-sialon致密化行为，各组成相的发展过程和陶瓷力学性能，在1700～1900℃热处理过程中，由于YAG较高的化学稳定性，使添加YAG的α/β-sialon系统中α-sialon的生成较缓慢，这种系统中形成较多过渡液相及氮化物原子在液相中的过饱和，同时由于限制生长的α-sialon晶粒少及选择了含有适量大小及分布的β-Si3N4晶核的原料，使陶瓷中形成含量丰富的长柱状β相Si3N4晶粒，提高了陶瓷的断裂韧性及抗弯强度，随着高温保湿时间增加，添加YAG的α/β-sialon系统趋于达到与添加等量Y2O3,Al2O3系统同样的相平衡，含有相同的α-sialon相，因而保持了材料的高硬度性能。