W-Ni/Yb2O3复合材料的制备及烧结性能研究

本文首先采用化学镀获得Ni-Yb2O3复合粉体,然后通过机械球磨制备了不同成分的W-（0.2、0.5、1、2）wt% Ni/Yb2O3复合粉末,最后在1600℃下烧结3h获得了W-Ni/Yb2O3复合材料。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)研究分析了Ni-Yb2O3复合粉体形貌、W-Ni/Yb2O3复合材料表面形貌。测定了W-Ni/Yb2O3复合材料相对密度、显微硬度和热导率。实验结果表明,W-Ni/Yb2O3复合材料的相对密度和显微硬度随着Ni-Yb2O3含量增加而增加,Ni-Yb2O3的加入促进了钨基材料的烧结致密化;同时,添加Ni-Yb2O3复合粉使钨基材料的晶粒得到细化,但对钨基材料导热性起到降低的作用。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

放电等离子烧结Ti/Al_2O_3复合材料机制及性能

利用放电等离子烧结技术制备了Ti/Al_2O_3复合材料,并探讨了其烧结机理,对复合材料性能进行测试.结果表明,Ti/Al_2O_3导电网络结构的形成,有利于在烧结过程中形成的"电容器"瞬间击穿,使Al_2O_3遭到轰击而产生放电离子,活化Al_2O_3晶粒,降低烧结温度;当Ti 含量为40%(体积分数,下同)时复合材料的相对密度、弯曲强度、断裂韧性和显微硬度分别为99.74%、1002 MPa、19.73 MPa·m~(1/2)和18.14 GPa;裂纹的桥联、偏转是试验材料力学性能得以提高的主要原因.     

Y_2O_3/Ag复合材料的制备与性能

选择了粒度为～0.91μm的Y2O3微粉作为添加剂,通过粉末冶金的方法制备了不同Y2O3含量的Ag基复合材料,并测试了样品的力学性能和硬度。结果证明,相同制备条件下,与纯Ag相比,2%Y2O3/Ag基复合材料的抗拉强度提高了约24%。当Y2O3质量分数为1.2%时,Y2O3/Ag基复合材料的抗拉强度和硬度达到最大。扫描电镜和能谱分析结果表明,在Ag基体中存在碳,Y2O3颗粒发生了团聚。     

W-Ni/TiC复合材料的制备与组织

采用化学活化预处理对Ti C粉体进行镀前预处理,预处理后通过化学镀制备Ni-W包覆Ti C复合粉体,再将2%Ni-W包覆Ti C复合粉体与W粉混合,采用不同压力压制后烧结获得了W-Ni/Ti C复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)观察和分析了Ti C陶瓷粉体预处理前后形貌、包覆后复合粉体的形貌和成分、以及不同压力压制W-Ni/Ti C烧结体形貌和成分,探讨了Ni-W包覆Ti C复合粉体和W-Ni/Ti C复合材料形成过程,压制压力对烧结体的影响规律。结果表明,化学镀方法能够制备Ni-W包覆Ti C复合粉体,粉体包覆均匀性良好,所获得的W-Ni/Ti C复合材料与相同工艺下烧结的纯钨相比具有较好的致密性,且随着压制压力的增大,致密性更高。     

Au@Al_2O_3 3DOM复合材料的可控制备及催化性能

采用胶体晶体模板方法,通过调控聚苯乙烯(PS)微球粒径和前驱体浓度制备了孔径由0.48μm至1.65μm连续可调的Au@Al_2O_3三维有序大孔(3DOM)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis)等手段考察了样品的表面形貌和催化特性。发现Au@Al_2O_3 3DOM复合材料具有优异的催化性能。随着孔径增大,其催化性能表现出先上升后下降的变化规律,且在孔径为1.27μm时达到最高。结合理论分析表明,随着Au@Al_2O_3 3DOM复合材料微观结构的变化,其有效活性面积和孔道传输效率也随之改变,二者的共同作用是Au@Al_2O_3 3DOM复合材料催化性能变化规律的物理本质。     

Sb_2O_3/聚氯乙烯复合材料的制备及阻燃性能

以聚氯乙烯(PVC)为基体,微米级和纳米级Sb2O3为阻燃剂,采用熔融共混的方法制备了Sb2O3/PVC复合材料。分别利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)对复合材料和燃烧产物的形貌进行表征,通过极限氧指数仪(LOI)和垂直燃烧实验对复合材料的阻燃性能进行了研究。结果表明:与纯PVC相比,Sb2O3/PVC复合材料能够形成有效的Sb-Cl阻燃体系,对软质PVC塑料的阻燃性能有明显的提升;相比于微米Sb2O3,纳米Sb2O3由于其粒径的优势,使其与PVC基体的相容性更好,同时增大了燃烧区Sb2O3分解反应的平衡常数,生成了更多的Sb Cl3和Sb OCl,相应的也促进了气相中活性自由基捕获反应的进行,从而使得燃烧更容易被终止;纳米Sb2O3与PVC的质量比为1.85∶100时,Sb2O3/PVC复合材料可达到难燃级别,氧指数和UL-94等级分别为27.1%和V-1级;而微米Sb2O3与PVC的质量比为3∶100时,Sb2O3/PVC复合材料才可达到难燃级别。     

三维网络Al_2O_3/Al多孔复合材料的制备与性能

采用浸渗法制备了三维网络Al2O3/ZL102多孔陶瓷复合材料,测试了试样的孔隙率、渗透系数及承载能力。用扫描电镜分析了金属/陶瓷界面及陶瓷骨架内管道的形貌,研究了浸渗工艺对多孔材料孔隙率及渗透系数的影响。结果表明,多孔复合材料的孔隙率随陶瓷预制体孔密度的增加而增加,随浸渗温度及浸渗压力的增加而下降;渗透系数随孔隙率的增加而增加;渗透系数较大时,平板试样的承载能力相应较高。     

层压法制备SiC_f/Al_2O_3复合材料的抗弯性能研究

以氧化铝为填料,硅溶胶为粘结剂,碳化硅纤维布为增强纤维,使用层压法制备SiCf/Al2O3复合材料,并对该复合材料做了抗弯性能试验。结果显示,随处理温度的升高,基体缓慢释放出的结合水会对纤维造成氧化损伤,使试样的抗弯性能下降,但是材料始终表现出非脆性断裂行为,这与基体与纤维之间未形成强结合有关;包裹氧化硼玻璃后在空气中对SiCf/Al2O3进行处理后,氧化硼玻璃能有效阻止空气与纤维的接触,防止了纤维在高温下被氧化,分析表明在600、700、800℃保温0.5、1、1.5、2 h后,抗弯强度变化不大。     

挤压法制备Al_2O_3/Al铝基复合材料的组织及性能

使用挤压法制备不同含量的微米(5μm)及纳米(30 nm)Al_2O_3颗粒增强铝基复合材料,采用SEM和EDS对其微观组织进行观察和分析,并对其力学性能进行检测。结果表明:单加微米颗粒时,颗粒分布较为均匀;同时加入纳米颗粒时,组织中出现团聚现象。从其力学性能方面看,不同粒径的颗粒作为增强剂比单一粒径颗粒增强的铝基复合材料拉伸性能好。单一Al_2O_3(5μm)增强颗粒在10 wt%时拉伸性能为161 MPa达到最佳,而混合颗粒最佳组合为10 wt%Al_2O_3(5μm)+4wt%Al_2O_3(30 nm),其拉伸性能达到(174 MPa),较单一颗粒增加8.1%。混合颗粒的添加在改善复合材料的力学性能方面起到一定的作用。     

SPS烧结原位制备Al_2O_3-TiC增强Cu基复合材料的组织与性能

用SPS热压烧结技术制备原位自生的Al_2O_3-Ti C增强铜基复合材料。利用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)分析(Al-TiO_2-C)含量、烧结温度对复合材料组织和性能的影响。结果表明:随着(Al-TiO_2-C)添加量的增加,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率下降明显,硬度增加明显;而随着烧结温度的提高,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率升高,强度先增加后减小;当(Al-TiO_2-C)的含量为8%,烧结温度为980℃时,复合材料的组织与性能最优。     

Yb_2O_3纳米晶的制备及其若干性质的研究

用溶胶 -凝胶法制备了不同粒径的 Yb2 O3纳米晶。XRD分析表明 :所合成的 Yb2 O3纳米晶属于立方晶系 ,空间群为 Ia3。TEM分析表明 :所合成的 Yb2 O3粒子基本呈球形。计算表明 :Yb2 O3的平均晶粒度随焙烧温度的升高而增大 ,而平均晶格畸变率随焙烧温度的升高和晶粒度的增大而减小 ,表明晶粒越小 ,晶格畸变越大 ,微晶发育越不完整。溶解性试验表明 :Yb2 O3晶粒度减小 ,表面活性增加。FTIR光谱分析表明 :纳米 Yb2 O3比普通的 Yb2 O3具有更高的表面活性 ,Yb- O键的吸收强度减弱 ,有微小的蓝移。     

高能超声制备Al_2O_3/ZA22复合材料与性能研究

利用高能超声成功地制备了Ａｌ２Ｏ３／ＺＡ２２复合材料，其中Ａｌ２Ｏ３颗粒的最小粒径为０．５μｍ。通过对其显微组织分析与力学性能的测试，笔者发现，采用高能超声制备的复合材料具有致密的组织和颗粒的均匀分布，材料的力学性能与颗粒的体积含量关系较大，而与其粒度关系不明显。     

液相烧结TiC-Al_2O_3颗粒共增强铁基复合材料的制备

通过高能球磨法和液相烧结法结合制备TiC-Al_2O_3颗粒共增强铁基复合材料,改善Al_2O_3在铁基体中润湿性差的问题,最大限度地发挥TiC和Al_2O_3的优越性能。结果表明,采用高能球磨法对粉末进行30 min球磨后,粉末的颗粒粒径明显变小。1 250℃下对混合粉末进行烧结后,烧结相主要由TiC、Al_2O_3和TiO_2三种物相组成。其中Al_2O_3和TiO_2熔融在一起,形成烧结相的主要部分,而TiC则以颗粒的形式镶嵌在基体上。     

La_2O_3含量对无压烧结制备WC-MgO复合材料的影响

以WC和MgO为原料,先采用高能球磨法制备WC-MgO复合粉末,之后采用无压烧结法制备WC-MgO复合材料,进而研究稀土氧化物(La2O3)的添加量对无压烧结制备的该复合材料微观组织和力学性能的影响及机理。结果表明:La2O3的加入量为0.2wt%时,可抑制烧结过程中发生的脱碳现象,并能细化烧结组织,提高WC和增韧颗粒分布的均匀性;该材料的烧结致密度可达到92.77%,维氏硬度可达15.14 GPa,断裂韧性可达到9.73 MPa·m1/2;添加过量La2O3(≥0.3wt.%)则会使复合材料的致密度和力学性能降低。     

放电等离子烧结制备SiC/Ti_3SiC_2复合材料

以钛粉、硅粉和石墨粉为原料,采用放电等离子烧结制备l了含20%(摩尔分数,下同)siC的SiC/Ti_3SiC_2复合材料,并研究了烧结助剂Al对该复合材料的性能影响.利用X射线衍射分析样晶相组成.运用扫描电镜分析材料的最微组织和断口形貌,并对试样的密度、硬度和抗弯强度进行了测定.结果表明,按Ti_3Si_(1.2)C_(2-)20%SIC和(Ti_3Si_(1.2)C_2-20%SIC)+2wt%Al进行成分配比,可制得纯度较高的Ti_3SiC_2-20%SiC复合材料,两者都含有少量未反应完全的石墨.未加Al的样品还含有微量的TiSi_2杂质;添加铝对样品的密度并没有明显影响,但对显微硬度有较大影响.含铝样品的显微硬度明显低于不含铝的样品;含铝和不含铝试样的三点抗弯强度分别为221.0、231.7 MPa.     

微波烧结制备CoFe_2O_4及其性能

以Fe和Co_2O_3为原料,通过微波烧结法制备CoFe_2O_4,并与管式炉烧结样品进行比较。采用SEM和XRD对烧结样品进行分析,测量了烧结样品密度和初始磁导率。结果表明,微波烧结样品微观组织均匀,平均晶粒尺寸较小,均显现尖晶石结构相。与管式炉烧结相比,微波烧结可使样品迅速实现致密化,且样品组织均匀。微波烧结1100℃、保温40 min的样品密度和结晶度均高于管式炉烧结1200℃、保温2 h的样品。     

热压烧结制备Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料及性能研究

采用热压烧结制备Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料。通过扫描电镜及能谱仪研究了该复合材料的组织形貌及成分组成,利用涡流电导仪测定不同V_(0.97)W_(0.03)O_2含量的复合材料变温电导率,利用阿基米德排水法测量Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的密度,并采用硬度计测量Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的硬度。结果表明:Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料在0℃附近有电导率突变现象的发生,并且随着V_(0.97)W_(0.03)O_2添加量的增加,该复合材料的电导率突变量也有所增加;热压烧结相较于无压烧结能够更好地提高Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的致密度及电导率。另外,随着V_(0.97)W_(0.03)O_2添加量的增加,V_(0.97)W_(0.03)O_2在Cu基体中的分散度得到改善,该复合材料的致密度增加,并可达97.1%,同时,其硬度逐渐增加。     

Fe_3O_4催化纤维素水热法制备Fe_2O_3/碳纳米复合材料

目的在较为温和的条件下制备氧化铁/碳纳米复合材料。方法以纳米Fe3O4粉体为催化剂,水热催化纤维素碳化,并借助扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪对碳化产物进行表征分析。结果获得了粒径约为150 nm的枣核形氧化铁/碳纳米复合材料。结论通过相对温和的水热反应,纤维素被碳化形成了壳核结构的纳米产物,Fe3O4催化剂在反应过程中被氧化并成为壳核结构产物的核心。     

超细Y_2O_3/W-Cu复合粉体的制备及其烧结体的组织性能

以偏钨酸铵、硝酸铜和硝酸钇为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含Y_2O_3(0~0.8%)的Y_2O_3/W-20Cu复合粉体,经成形、烧结获得了Y_2O_3/W-Cu复合材料烧结体。对Y_2O_3/W-Cu复合粉体的物相、形貌进行表征;考察了Y_2O_3的添加对Y_2O_3/WCu复合粉体的烧结性能以及烧结体的微观组织、物理和力学性能的影响。结果表明,所制备的Y_2O_3/W-Cu复合粉体的粒度在100~200 nm,粉体具有良好的烧结性能,其成形压坯经1200℃烧结后,相对密度可达98%以上,导电率高于41%IACS。此外,适量Y_2O_3的添加,可改善W-Cu材料的组织和力学性能,添加Y_2O_3的Y_2O_3/W-20Cu材料的抗弯强度和维氏硬度可达1040 MPa和312 HV。