铌锰锆钛酸铅压电陶瓷烧结行为的研究

运用XRD、SEM、TEM、XPS等实验手段,研究了烧结温度对0.05PMnN-0.95PZT (PMnN—PZT)压电陶瓷微观结构、压电性能及锰元素价态的影响.实验结果显示:随烧结温度的降低平均晶粒尺寸减小,四方度也随之减小;机电耦合系数(k_p)随烧结温度的升高而提高, 而机械品质因子(Q_m)却呈波浪状变化. XPS及TEM实验分析证明:PMnN—PZT陶瓷在烧结过程中出现明显的液相烧结和成分偏离,低温烧结诱导了Mn²⁺的出现,产生更多的氧空位,从而使低温烧结下的样品Q_m值不致降低.     

陶瓷材料微波烧结研究

陶瓷微波烧结技术是一门具有实用价值和应用前景的新颖烧结技术。它与常规烧结法相比具有：（１）改进材料的显微结构和宏观性能；（２）省时节能；（３）极高的升温速率等优点。本文对微波烧结的优点、机理、设备、工艺及发展和展望进行了分析和讨论。     

ZnO压敏陶瓷的微波烧结

对用纳米粉体制备的ZnO压敏生坯进行了微波烧结,通过XRD、SEM分析和电性能测试,与普通烧结比较,微波烧结可使ZnO压敏材料快速成瓷,显著缩短烧结时间;在相同晶粒尺寸下,微波烧结温度更低,瓷体更致密;并能获得较好电性能．微波烧结为ZnO压敏陶瓷材料制备提供了一条新的、高效节能的途径．     

添加Y-Li-Ca系统的AlN陶瓷的低温烧结

本文探索了以自蔓延高温（SHS）法合成并经抗水化处理的AlN粉为原料,添加YLiO₂－CaF₂／YLiO₂－CaCO₃的AlN陶瓷的低温烧结.研究表明,YLiO₂－CaF₂／YLiO₂－CaCO₃是有效的低温烧结助剂,添加5wt％YLiO₂和0．5wt％CaF₂。,在1675℃下保温6h可得到密度为3．29g／cm³、热导率为97w／m.K的中等性能的AlN陶瓷.同时对YLiO₂-CaF₂、YLiO₂－CaCO₃两种添加剂系统进行了对比研究．结果表明,在同样的烧结条件下,前者对AlN陶瓷的低温烧结更为有利．     

AlN陶瓷的高压烧结研究

以自蔓延高温合成的AlN粉体为原料,用六面顶压机在高压(3.1～5.0GPa)下实现了未添加烧结助剂的AlN陶瓷体的烧结.研究了烧结工艺参数对AlN烧结性能的影响.用XRD、SEM对AlN高压烧结体进行了表征.研究表明:高压烧结能够有效降低AlN陶瓷的烧结温度并缩短烧结时间,烧结体的结构致密.在5.0GPa/1300℃条件下高压烧结50min的AlN陶瓷的相对密度达94.9%.在5.0GPa/1700℃/125min条件下制备的AlN陶瓷晶格常数比其粉体减小了约0.09%.     

用于烧结碳化硼陶瓷的低温快速直流烧结设备

碳化硼新型陶瓷具有低密度、高硬度、高模量等优良特性,被广泛用来制造军工防弹装甲、航天核能材料。本文总结与分析了目前烧结碳化硼陶瓷的主要烧结方法,并就本公司研发的用于快速低温烧结碳化硼陶瓷的DCS烧结炉主要结构、参数与控制系统进行了说明与介绍,并成功探索出致密度大于99.5%的碳化硼烧结工艺,烧结温度与烧结时间均大幅下降,降低了碳化硼陶瓷烧结的时间与成本。     

低温烧结细晶Y-TZP

通过在Ｙ－ＴＺＰ中加入适量的硅酸盐玻璃添加剂,使其烧结温度明显降低,并且制备出具有细晶粒、高强度的四方相氧化锆增韧陶瓷材料．分析了添加剂含量及烧结温度与材料致密度、显微结构及力学性能的关系,发现在Ｙ－ＴＺＰ材料中加入１ｗｔ％的添加剂,可以使材料在１４００℃下烧结,氧化锆晶粒尺寸约为１００～２００ｎｍ;其抗折强度可达９５０ＭＰａ．     

放电等离子烧结制备高纯Ta2AlC陶瓷及其高温氧化行为

以Ta粉、Al粉和炭黑粉为原料,利用自蔓延高温合成、无压烧结和放电等离子烧结组合工艺,成功制备了高纯Ta2AlC块体陶瓷,研究了放电等离子烧结制备的Ta2AlC块体的微观形貌与性能.制备的Ta2AlC块体的硬度、弯曲强度和断裂韧性分别为5.6 GPa、510 MPa和6.16 MPa·m1/2.放电等离子烧结工艺升温速率快、烧结时间短、制备的陶瓷晶粒细小,细晶强化效果明显,使得块体陶瓷有明显的高硬度和强度.Ta2AlC陶瓷在700～900℃空气中恒温氧化时,表现出线性氧化动力学特征,氧化层的主要成分从700℃的Ta2O5逐渐转变成800～900℃时的Ta2O5和AlTaO4.     

脉冲电流烧结技术及其在氮化铝透明陶瓷烧结中的应用

脉冲电流烧结(Pulse electric current sintering,PECS)是近十年发展起来的一种特殊的快速烧结技术.介绍了脉冲电流烧结的特征、研究现状及其在氮化铝透明陶瓷烧结中的应用.     

微波烧结和常压烧结对Al2O3-ZrO2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结,对Ａｌ_２Ｏ_３－ＺｒＯ_２复合材料的基本性能进行了研究,提出了相关的磨损机理．与常压烧结相比,微波烧结可以提高ＺＴＡ陶瓷的密度、强度和韧性,使其结构均匀,耐磨性提高．常压烧结样品的磨损主要是晶粒铲平、磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面;而微波烧结ＺＴＡ陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损．载荷的增加使磨损量增大．     

氧化钇透明陶瓷的烧结工艺研究

采用自制高性能氧化钇粉体,分别添加0.5％～3％(质量分数,下同)氟化锂,0.5％～3％无水氯化钙与氟化锂作为助烧剂,采用钢模压制成型,然后进行真空热压烧结,真空热压温度1300～1550℃,保温时间2h,然后再进行热等静压处理,制成氧化钇陶瓷.采用X射线衍射仪(XRD)分析样品的物相组成;采用扫描电子显微镜(SEM)观测Y2O3透明陶瓷的晶粒形貌,尺寸及断口形貌;测试了抛光后样品的可见光及红外透过率.结果表明:以LiF为助烧剂,采用真空热压烧结,结合热等静压的方法烧结出Y2O3透明陶瓷,陶瓷内部气孔极少,晶界线宽度很窄.陶瓷的红外透过率达82％.     

影响ZTA陶瓷微波烧结的主要工艺过程

通过对ＺＴＡ陶瓷进行微波烧结试验,了解影响陶瓷微波烧结速率的主要工艺过程,探索有关微波烧结机理;采用以ＴＥ４４４为基准模式的微波谐振腔,在混合加热模式的基础上增设辅助加热体,实现了ＺＴＡ陶瓷微波烧结; ＺＴＡ材料中ＺｒＯ_２含量越高,该材料的烧结速率越快;输入功率的提高有助于提高烧结速率;辅助加热体的老化现象降低微波烧结速率;微波烧结过程中应避免出现热剧变现象．     

ZnO压敏陶瓷烧结工艺优化

首次采用正交试验法研究了烧结工艺中工艺参数对ZnO压敏陶瓷性能的影响.经试验研究,最终确定出了烧结工艺中的主要工艺参数,即烧结温度、保温时间、升温速率、烧结方式的最佳配比,为工业生产ZnO压敏陶瓷提供了理论与试验上的技术依据.     

铌酸钾半导瓷的烧结及其电性能

通过在 KNbO_3合成料中添加钾锗玻璃的方法,烧结后得到了 KNbO_3半导瓷,其样品有较大电阻率,并在 KNbO_3晶体的两个相变点附近发生 PTC 电阻反常。样品的制备工艺参数如烧结温度、保温时间等对其成瓷性能、电学性能和显微结构等均有影响。对样品所做的 SEM 和 TG 分析结果表明:在 KNbO_3陶瓷中,K_2O 在烧结温度下发生明显的挥发,样品中晶粒和晶粒之间含有较多气孔。KNbO_3材料的固有特性和成瓷特性使该半导瓷具有一些独特的电学性能。     

PTCR陶瓷材料的超低温烧结

主要研究了ＢＮ对ＰＴＣＲ陶瓷材料低温烧结的作用．对Ｌａ掺杂ＢａＴｉＯ_３ＰＴＣＲ陶瓷,在１１００℃的低温下烧结可以得到室温电阻率为１５０Ω·ｃｍ、升阻比为４．９个数量级的样品．对居里温度为３６０℃的高居里点（Ｂａ_０．４Ｐｂ_０．６）ＴｉＯ_３ ＰＴＣＲ陶瓷材料,选用 Ｎｂ_２Ｏ_５为半导化剂,ＢＮ和ＡＳＴ为助烧剂时,可以在１０００℃左右的超低温下烧成．同时,对ＢＮ助烧剂的液相烧结机制进行了初步的探讨．     

反应烧结ZrB2基多孔陶瓷

利用碳还原法,研究了在放电等离子烧结(SPS)技术下反应制得孔隙率较高的多孔ZrB2基陶瓷的烧结制度,制备了不同孔隙率的ZrB2基多孔陶瓷.并对其孔隙率、物相组成、微观结构和力学性能进行了分析和评价.结果表明:得到高孔隙率的ZrB2基多孔陶瓷的烧结工艺为,室温～1400℃升温速率100℃/min,1400～1750℃之间50℃/min,中间保温温度1700℃,最终烧结温度1800℃,保温3min.用该烧结制度通过调节反应得到的ZrB2的量在0.11到0.35范围内可达到孔隙可控,微观结构较均匀,随着孔隙率的增加,热导率显著降低.     

碳化硅泡沫陶瓷浆料成分与烧结性能

将用于制备碳化硅泡沫陶瓷的浆料烘干、制粉、干压、烧结,从而探讨浆料的成分与 烧结性能的关系.样品的抗弯强度与烧结助剂的含量之间存在最佳搭配关系,烧结对强度的贡 献主要来自于新相莫来石的生成和玻璃相对碳化硅颗粒的包覆、连接作用.同种成分的样品开 气孔率随着烧结温度的升高表现出单调下降的趋势,而抗弯强度与开气孔率的变化并没有表现 出完全相反趋势;不同成分样品的耐火度均保持在1730℃没有变化.采用最佳配方的浆料和 最佳烧结温度制备的碳化硅泡沫陶瓷抗弯强度可达到0.72MPa.     

低介电常数无铅高压陶瓷电容器材料

以钛酸锶铋(SBT)系高压陶瓷电容器材料为主要研究对象,对其掺加不同摩尔百分含量的MgTiO3,通过对陶瓷试样的耐压强度,介电常数,介电损耗等方面的研究分析,所得结果表明:当MgTiO3:SrTiO3:Bi2O3·3TiO2=46:46 : 8(摩尔比),烧结温度为1240℃时,可获得材料性能为:Eb≈9.1kV/mm,εr≈374,tanδ≈2×10-4,介电性能较好的低介电常数无铅高压陶瓷电容器材料.