层状ZrB2基陶瓷的增韧机制分析

将传统陶瓷中的轧膜工艺应用到超高温陶瓷的制备上,制备ZrB2基层状复合陶瓷。根据层间应力需求设计材料组分。基体层组分为ZrB2+10vol%SiCp+10volSiCw;中间层组分为ZrB2+44.1vol%SiCp+37vol%MoSi2。复合陶瓷在1950℃,25MPa条件下热压烧结制成并进行机械性能测试及微结构观察。结果显示,复合陶瓷有较高的致密度,力学性能较纯ZrB2陶瓷有较大的提升。微观结构观察表明,由于层状结构的存在,裂纹在扩展过程中反复偏转,吸收了大部分能量,有效的提高了复合陶瓷的韧性。复合陶瓷的增韧机制为弱界面层对裂纹的偏折、裂纹分支、基体片层的破坏以及基体片层内部增韧的协同增韧。     

火焰熔覆镍基/陶瓷涂层的耐磨性研究

研究了陶瓷WC和SiC加入量对氧乙炔火焰重熔方法制备的镍基合金涂层耐磨性的影响。试验结果表明，采用粘接手段作为预涂敷方法、氧乙炔火焰作为热源可得到致密、均匀的陶瓷复合涂层。Ni60基／WC复合层的耐磨性优于Ni21基/SiC复合层，且在一定的范围内这2种复合层均随着陶瓷含量的增多而耐磨性提高。当WC含量达到30％时，Ni60基／WC复合层的耐磨性最好，继续增加WC含量耐磨性反而降低。当SiC含量达到4％时，Ni21基／SiC复合层的耐磨性最好，继续增加SiC含量耐磨性反而降低。     

溶胶—凝胶法制备CaCu3Ti4O12-MgTiO3复合陶瓷的介电性能与IV特性

通过溶胶凝胶方法制备得到CaCu3Ti4O12-MgTiO3复合陶瓷粉料,并在1000,1050和1100℃3个温度点烧结成瓷。采用XRD、SEM等对得到的样品成分、结构进行了分析,发现材料为CCTO-MgTiO3/MgTi2O4复相体系。在此基础上,对材料的介电性能、IV非线性特性做了相关测试。复合陶瓷在1100℃下烧结后,其介电常数比纯的CCTO要提高3到4倍。对材料的IV测试发现,复合陶瓷的IV非线性系数可以通过复合体系的线性法则拟合得到,材料的非线性系数约为4.56。     

等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的耐蚀性能研究

采用中性盐雾试验(NSST)研究了等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的耐腐蚀性能。结果表明,喷涂功率和TiO2含量对纳米陶瓷复合涂层的耐蚀性能均有显著的影响,且耐蚀性能随喷涂功率的升高而先升高后降低,但却随着TiO2含量的升高而升高。     

Al2O3泡沫金属复合陶瓷的制备及表面包镍处理

采用有机泡沫前驱体浸渍工艺制备Al2O3泡沫金属复合陶瓷.通过涂覆处理获得缺陷较少、结构均匀的泡沫金属复合陶瓷;采用Ni(NO3)2·6H2O液相包覆+氢气热还原技术对泡沫金属复合陶瓷体表面进行金属化处理.采用SEM、EDS研究了含镍泡沫陶瓷体的结构及金属化处理后的表面形貌.结果表明,镍颗粒均匀地分布在泡沫陶瓷骨架内部,骨架中心宏观孔保持通孔;经包覆处理后,金属层较均匀地附着于陶瓷表面.     

高能脉冲等离子扫描电沉积ZrO2/Y2O3陶瓷涂层

用高能脉冲等离子扫描电沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备ZrO2/Y2O3复合陶瓷涂层,以提高材料的抗高温氧化性能.陶瓷涂层的表面质量与多项工艺参数有关,通过不同工艺条件下获得的涂层性能对比分析优选出了满意的工艺参数,并分析了相应的作用机理.     

三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料的制备工艺

首先利用选择性激光烧结技术快速制备三维多孔石墨骨架,随后对其进行二次固化、碳化、真空压力浸渍硅溶胶等后处理,再将低粘度高固相水基陶瓷浆料注入其中,经冷冻干燥、高温烧结后获得三维互穿网络结构石墨/莫来石陶瓷复合材料.结果 表明,对多孔石墨骨架进行浸渍增强改性处理以及控制陶瓷坯体的干燥收缩率和烧成收缩率有利于保证三维复合材...     

合成工艺对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响（英文）

利用溶胶凝胶工艺制备CaCu3Ti4O12粉体,经相同压力和时间冷压后,于1000℃下进行烧结,制备CaCu3Ti4O12陶瓷。微观组织观察表明,烧结时间对复合陶瓷的晶粒尺寸有显著的影响;烧结不同时间的复合陶瓷的介电常数和介电损耗在50Hz到100kHz的范围内表现出弱的频率相关性。随着频率的增加,复合材料的介电损耗降低,而介电常数保持在一个较高值。最佳的烧结时间为6h。     

6061铝合金表面ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层制备与性能研究

利用微弧氧化技术在6061铝合金表面原位生长ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层,通过SEM、XRD及纳米压痕仪对陶瓷涂层的微观结构、相组成、硬度及杨氏模量进行分析,并对其热震及高载荷耐磨性能进行研究。结果表明:陶瓷涂层由疏松层和致密层组成,其表面分布较多微孔;陶瓷涂层主要由t-ZrO2、γ-Al2O3和α-Al2O3相组成,其维氏硬度和杨氏模量分别为19.569和307.927GPa,约为6061铝合金的8倍和3倍;此外,陶瓷涂层还具有较高的抗热震性和耐磨性。     

以Cu-Ti复合渗镀为先导的Si3N4陶瓷/金属钎焊连接

提出一种陶瓷表面多元离子复合渗镀合金化方法,采用该方法对Si3N4陶瓷表面进行Cu-Ti复合渗镀,然后在复合渗镀真空设备中进行渗镀Cu-Ti的Si3N4陶瓷与金属的钎焊.对Si3N4陶瓷表面的Cu-Ti渗镀合金层进行了EDS、XRD、SEM、OM测试分析和声发射划痕试验.结果表明,渗镀层中含有Cu、Ti、Fe、Si及Al元素,Cu、Ti分布比较均匀,渗镀合金层由Cu、CuTi2、TiSi2组成;声发射划痕试验结果表明,在100 N的最大载荷下,渗镀合金层与陶瓷基体未发生剥离和崩落现象.在100倍的光学显微镜及5000倍的电子显微镜下,钎焊接头中陶瓷/金属界面接合良好,无明显的宏观和微观缺陷.可在较低的真空度下实现陶瓷/金属钎焊,为陶瓷/金属钎焊连接提供了一个新方法.     

ZTA/高铬铸铁基复合材料的制备及磨损性能研究

将粒径为2～3 mm的ZTA(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷颗粒与自制粘结剂经混合烧结后,获得蜂巢状陶瓷预制体,浇注金属液铸渗陶瓷预制体,成功制备出ZTA陶瓷颗粒增强高铬铸铁基耐磨复合材料,并考察了复合材料的三体磨料磨损性能.结果表明,复合材料中陶瓷颗粒的体积分数为47％～55％;陶瓷颗粒与基体界面致密,无缩孔、裂纹等缺陷;复合材料的三体磨料磨损性能是高铬铸铁基体的2.41倍.     

三维网络陶瓷/金属复合材料研究新进展

介绍了三维网络陶瓷增强复合材料的内部结构特点、主要制备方法以及摩擦磨损性能和抗冲击性能等研究进展。三维网络陶瓷/金属复合材料可以抑制基体合金的塑性变形和高温软化以及严重的三体磨损,使得复合材料的抗磨性能提高;这种结构有利于将集中在点或面上的应力迅速在空间体范围内分散和传递,提高复合材料的抗冲击能力;同时,这种三维双连续的结构还可能引起结构互锁的效应,使得材料具有更高的损伤容限,材料失效的危险性降低。     

Al_2O_3-TiC复合陶瓷的冷压烧结

研究了Al2O3－TiC复合陶瓷的冷压烧结。实验结果表明：通过添加少量的烧结助剂,Al2O3＋TiC冷压烧结能制造出致密的复合陶瓷,制品性能与热压制品性能相当。氢气流量及烧结填料是冷压烧结的工艺关键。     

氧化铝陶瓷基复合材料的制备与微观组织

采用燃烧合成法在陶瓷和石墨铸型中成功制备了Al2O3-Cr和Al2O3-(Cr2O3)-Cr陶瓷基复合材料。通过热力学计算与分析，探讨了AlO3和Cr2O3稀释剂与反应起始温度、绝热温度的关系。加入稀释剂使反应起始温度升高，而绝热温度降低。研究了稀释剂和冷却条件对复合材料微观组织的影响。改变稀释剂配比可得到Al2O3和Al2O3-Cr2O3固溶体基复合材料，在稀释剂含量适当时，金属Cr相细小、均匀地分布于氧化铝陶瓷基体，尺寸达到亚微米级；石墨型所得试样组织的均匀性和微细度优于陶瓷铸型。     

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.     

LaB_6和La_2O_3添加剂对ZrB_2-SiC超高温陶瓷结构与性能的影响

采用SPS工艺制备添加La_2O_3或LaB_6的ZrB_2-SiC陶瓷,测量试样的密度和力学性能,利用扫描电镜和透射电镜观察试样的微观形貌,研究添加镧的不同化合物对ZrB_2-SiC陶瓷显微结构和力学性能的影响,分析添加量对材料力学性能的影响.同时对ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷进行热处理,考察热处理对其力学性能的影响.结果表明,加入2.5%或5%(质量分数, 下同)的La_2O_3或LaB_6添加剂后,材料的室温强度、高温强度、断裂韧性都比无添加剂时要高;当含量相同时,加入LaB_6比La_2O_3更有利于提高陶瓷材料的室温强度;当添加剂的含量为2.5%时,材料的室温强度比较好,当添加剂的含量为5%时,材料的高温强度和断裂韧性比较高.热处理可以提高ZrB_2-SiC-La_2O_3和ZrB_2-SiC-LaB_6陶瓷材料的高温强度.     

The abrasive wear properties of Al-Mg-Si3N4 metal matrix composites

One kind of three-dimensional network structure, reinforced aluminum magnesium matrix composites, has been prepared by pressure-assisted and vacuum-driven infiltration technology. The composites interpenetrated with ceramic have higher wear resistance than the metal matrix owing to their special topology structure. The reinforcement volume fraction has a large effect on abrasive wear. The wear rate decreases with the increase of the volume fraction of reinforcement and increases with the increase of sliding time and applied load. The wear mechanism of the composites (abrasive wear) differs greatly from the matrix alloy (adhesive wear).     

Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧机制的探讨

采用氮气保护热压烧结工艺制备Al_2O_3/LiTaO_3(简称ALT)陶瓷基复合材料,研究了Al_2O_3颗粒对LiTaO_3压电陶瓷增强增韧的机制.结果表明,ALT陶瓷复合材料的相对密度比烧结纯LiTaO_3陶瓷的高得多,且其各项力学性能均有明显的提高;Al_2O_3的加入起到烧结助剂的作用;Al_2O_3第二相加入后对LiTaO_3压电陶瓷起到弥散强化作用,其增韧机理为ALT复合材料中残余应力场和裂纹偏转增韧.     

Thermal shock and thermal fatigue resistance of Sialon–Si3N4 graded composite ceramic materials

Sialon–Si₃N₄ graded composite ceramic materials were fabricated by hot press sintering. The mechanical properties and microstructure of the composites were examined. The thermal shock and thermal fatigue resistance of the Sialon–Si₃N₄ graded composite ceramic materials were investigated by means of the water quenching method. The microstructure of the composites was characterized with transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the graded ceramic exhibited higher retained flexural strength under all thermal shock temperature differences compared to the homogeneous reference one, indicating the higher thermal shock resistance of the graded ceramic. The highest critical temperature difference of the graded composites was 600 °C. The crack growth (∆c) of graded ceramic materials was much lower than that of homogeneous ceramic materials, which revealed the higher thermal fatigue resistance of the graded ceramics. The improvement of the thermal shock and thermal fatigue resistance was attributed to the formation of compressive residual stress in the surface layer and the enhanced mechanical properties induced by the graded compositional structure.     

热挤压制备BaTiO_3/Al复合材料的阻尼性能(英文)

为了开发新型高阻尼金属基复合材料,以高温烧结后的大晶粒钛酸钡(BaTiO3)陶瓷作为增强体,通过粉末冶金和热挤压方法制备钛酸钡颗粒增强铝基复合材料,并研究其阻尼特性和力学特性。动态力学分析结果表明,大晶粒钛酸钡陶瓷本身具有很好的阻尼性能,阻尼值可达0.12。但在纯铝基体中加入质量分数为10%BaTiO3制备的BaTiO3/Al复合材料的室温阻尼性能和铝基体相比并无明显改善,而450K以上的阻尼性能由于界面附近的位错运动而大幅度提高。钛酸钡增强体的本征阻尼性能未能充分发挥的原因在于钛酸钡颗粒与铝基体之间的界面结合不良,导致钛酸钡颗粒内部的能量耗散机制无法触动。复合材料的拉伸性能比相应纯铝基体的提高了42%,这意味通过改善界面结合和加入高含量的碳酸钡阻尼增强颗粒,有望获得高强度高阻尼金属基复合材料。