Y-TZP/板状氧化铝复相陶瓷的低温时效行为

通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Y-TZP/板状氧化铝复相陶瓷在氢氧化钠碱性溶液中的低温(60～120℃)时效行为,并对时效后的复相陶瓷进行了抗弯强度和断裂韧度测试.结果表明:在时效过程中该复相陶瓷表面发生了氧化锆从四方相向单斜相的转变;相转变量随着时效温度和溶液pH值的升高而增加;时效使该复相陶瓷的抗弯强度略有下降,但是其断裂韧度基本保持不变.     

氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷色度及力学性能的影响

在钇稳定四方相氧化锆(3Y-TZP)粉体中分别添加不同质量分数的Fe_2O_3、Pr_6O_(11)、Er_2O_3、CeO_2等氧化物着色剂粉体,在1 500℃保温2h烧结制备3Y-TZP陶瓷,分析了不同氧化物着色剂对3Y-TZP陶瓷着色效果及力学性能的影响.结果表明:添加氧化物着色剂后,陶瓷的主晶相仍均为四方相氧化锆,晶粒紧密堆积,平均晶粒尺寸为200~500nm;随着着色剂添加量的增加,陶瓷的抗弯强度均下降,但均保持在800 MPa以上,满足牙科口腔修复材料的要求;添加4种氧化物着色剂后,陶瓷表面色泽均匀、正反面色差小,添加Fe_2O_3、Pr_6O_(11)、CeO_2的陶瓷均呈黄色,添加Er_2O_3的陶瓷呈粉红色;Fe_2O_3与Er_2O_3的添加对陶瓷的a*值影响较大,而Pr_6O_(11)和CeO_2的添加对b*值影响较大.     

Al2O3陶瓷材料的摩擦学研究进展

氧化铝陶瓷刀具材料具有硬度高、耐磨性好、高温性能优良、抗黏结和抗扩散能力强、化学稳定性好等特点,广泛应用于高速切削和切削难加工材料领域。从陶瓷材料晶粒尺寸与摩擦学性能相关性、复相氧化铝陶瓷材料的摩擦学性能和氧化铝陶瓷的磨损机制3个方面,综述氧化铝陶瓷材料摩擦学研究进展,以期为新型高品质氧化铝陶瓷刀具材料的开发提供帮助。细化晶粒和组分复合化是提高陶瓷材料的强度和断裂韧性,进而提升其摩擦学性能的有效途径,但目前氧化铝陶瓷摩擦学研究主要是基于晶粒尺寸为600 nm以上的单相陶瓷和基体晶粒尺寸为1μm左右的复相陶瓷材料,对纳米/超细晶(500 nm以下)氧化铝陶瓷材料的研究是未来的研究方向。     

含不同稳定剂氧化锆陶瓷的抗水热老化性能及其机理

将复合稳定剂稳定(C-TZP)、Y_2O_3稳定(Y-TZP)和CeO2稳定(Ce-TZP)四方相氧化锆多晶陶瓷在200℃水热处理0~45h,研究了水热处理前后陶瓷的微观形貌、物相组成,以及不同水热时间下的力学性能,分析了其水热老化机理。结果表明:随着水热时间的延长,3种氧化锆陶瓷的硬度、抗弯强度及断裂韧性均有不同程度下降,其中Y-TZP陶瓷的下降幅度最大,C-TZP陶瓷的次之;与水热处理前的相比,Y-TZP陶瓷水热处理30h后其单斜相体积分数增加了58%,Ce-TZP陶瓷和C-TZP陶瓷水热处理45h后单斜相含量增加较少,Y-TZP陶瓷的抗水热老化性能最差;Y_2O_3是引起水热老化的直接原因,减少Y_2O_3增加CeO_2含量有利于抑制水热老化,其水热老化过程符合氧化锆陶瓷水热老化的化学腐蚀模型。     

TiC／（Al2O3／Y-TZP）纳微米复合陶瓷材料的性能及显微结构研究

采用热压烧结制备了TiC/(Al2O3/Y-TZP)纳微米复合材料,用SEM观察了复合材料断口形貌和微观结构,研究了纳米TiC含量对复合材料的力学性能的影响,结果表明:20%TiC(15%Al2O3/5Y-TZP)复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性高达620MPa、6.8MPa·m1/2.     

烧结温度对Al_2O_3/SiC(n)纳米复相陶瓷性能的影响

采用极性分散剂 ,在微米Al2 O3 基体中加入SiC纳米颗粒 ,用真空热压烧结法制备出Al2 O3 /SiC(n)纳米复相陶瓷 ;研究了烧结温度对氧化铝纳米复相陶瓷性能的影响。研究结果表明 :烧结温度的不同使得烧结后Al2 O3 /SiC(n)纳米复相陶瓷的所得相和力学性能都有较大差异     

Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的制备与介电性能

采用粉末烧结法制备了添加不同质量分数(10%~40%)玻璃的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电镜、阻抗测试仪等研究了其微观结构和介电性能。结果表明:该复相陶瓷的主晶相为立方钙钛矿结构的Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3相,随着玻璃添加量的增加,复相陶瓷的晶粒尺寸逐渐减小,孔隙率降低;不同玻璃含量复相陶瓷均具有良好的介电性能,其相对介电常数和介电损耗角正切均随玻璃添加量的增加而降低;添加40%玻璃的复相陶瓷击穿场强最大,为296kV·cm~(-1),添加10%玻璃的储能密度最大,为1.324J·cm~(-3),晶界相对改善Ba(Fe_(0.5)Nb_(0.5))O_3基复相陶瓷的击穿场强起主要作用。     

Al_2O_3+ZrO_2陶瓷与304不锈钢的焊接研究

氧化铝陶瓷是一种最常见的结构陶瓷,对其焊接进行研究具有极其重要的意义。使用商业焊料Ag-Cu-Ti焊接氧化铝陶瓷与304不锈钢,由于焊料和陶瓷材料之间热膨胀系数存在较大差异,连接接头处会有很高的残余应力。现研究在氧化铝陶瓷中添加氧化锆作为第二相,来提高陶瓷的热膨胀系数,缓解接头内的残余应力。氧化锆陶瓷的热膨胀系数(11.4×10~(-6)/℃)介于氧化铝陶瓷(8.5×10-6/℃)和Ag-Cu-Ti焊料(18×10~(-6)/℃)之间。研究发现,复合氧化铝陶瓷与304不锈钢连接,随着添加氧化锆的含量增加(0~30 vol%),接头的力学性能先增加后降低,氧化锆含量为20 vol%的复合氧化铝陶瓷在焊接温度为900℃、保温时间为5 min时,接头剪切强度最高,为194 MPa。     

粉体粒径对氧化锆陶瓷断裂韧性的影响

利用放电等离子烧结技术,在温度1 400℃、压力15 MPa条件下烧结5min制备了氧化钇稳定的四方多晶氧化锆陶瓷(Y-TZP),研究了原料粉体的粒径(301.9~444.8nm)对该陶瓷晶粒尺寸和断裂韧性的影响。结果表明:随着粉体粒径的减小,Y-TZP陶瓷的晶粒尺寸逐渐增大,应力诱导相变量增加,断裂韧性增大;当粉体粒径为301.9nm时,应力诱导相变量和断裂韧度均达到最大,分别为16.18%(体积分数)和7.06 MPa·m~(1/2)。     

Mo_5Si_3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的制备及摩擦磨损性能

采用机械球磨/热压烧结法制备了Mo5Si3金属陶瓷和Mo5Si3-20%(质量分数,下同)Al_2O_(3p)复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度计和摩擦磨损试验机等分析了其微观结构、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的主要物相为Mo5Si3、Al_2O_3和少量Mo3Si;复相陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧性均高于单相Mo5Si3金属陶瓷的,且其摩擦因数和磨损率较低,摩擦因数随时间的变化较平缓,表现出更好的摩擦磨损性能;与GCr15钢球对磨时,Mo5Si3金属陶瓷的主要磨损机制为黏着和疲劳剥落,Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的则为磨粒磨损,二者同时存在氧化磨损。