可加工性BN/Al2O3陶瓷基复合材料的制备

利用气相化学反应, 以H3BO3和CO(NH2)2作为BN源, 将纳米BN包覆到Al2O3颗粒表面, 经热压烧结制备出高强韧可加工BN/Al2O3复合材料. 材料的三点弯曲强度随BN含量的增加而缓慢降低, BN体积分数为30% 时, 仍达到446MPa; 断裂韧性随BN含量的增加而得到显著改善, 较单相氧化铝陶瓷提高近一倍. BN体积分数大于20%时, 该复合材料可用WC钻头在普通台式钻床上钻孔, 在小的轴向压力(10N)下, 钻孔速率大于1mm/min, 钻孔边缘平整, 没有崩裂现象, 内壁光滑, 粗糙度RZ =(6±0.5)μm. SEM观察显示, 加工未带来明显的损伤. 材料优异的力学性能及可加工性源自于基质中均匀分布的细小h-BN的颗粒增韧机制及其易解理的层状结构特点.     

可加工Si3N4／BN复相陶瓷的制备及性能研究

采用化学溶液法混料，然后用氢还原氮化法制备出具有包覆结构的Si3N4／BN纳米复合粉体，复合粉热压后获得较高强度，同时又具有良好加工性能的复相陶瓷。扫描电镜(SEM)，X射线衍射(XRD)分析表明：复相陶瓷中氮化硼以六方晶(h-BN)均匀分布于以α-Si3N4为基体相的晶界与晶内，并抑制α-Si3N4的晶粒长大使基体晶粒细化。良好加工性能的获得是由于h-BN易沿其层间解理以及h-BN与α-Si3N4两相由于热膨胀失配产生的弱界面易在剪切方向剥层所致。     

复相添加剂／3Y-TZP复合增韧氧化铝陶瓷的研究

利用复相添加剂和3Y-TZP的叠加作用，对氧化铝陶瓷的增韧机制和途径进行了研究。结果表明：复相添加剂有助于Al2O3／3Y-TZP复合材料中氧化铝晶粒的异向生长，其增韧效果与3Y-TZP产生了叠加效应。实验材料密度接近理论密度；抗弯强度556．35MPa；断裂韧性6．73MPa．m^1/2；综合力学性能明显提高。     

可加工B4C/BN复相陶瓷的制备与性能研究

采用热压烧结工艺制备了B4C/BN可加工复相陶瓷,热压烧结工艺参数为热压温度为1850℃,热压压力为30 MPa,保温时间为1 h.通过向B4C基体中加入不同含量的h-BN来研究h-BN的含量对所制备的B4C/BN复相陶瓷材料的力学性能和可加工性能的影响,并通过XRD和SEM来研究复相陶瓷的物相组成和显微结构.结果表明随着复相陶瓷中的h-BN含量的增加,B4C/BN复相陶瓷的密度逐渐降低;B4C/BN复相陶瓷的抗弯强度和断裂韧性有所降低;复相陶瓷的维氏硬度大幅度降低;而硬度的降低导致了复相陶瓷的可加工性能得到显著的提高,当h-BN的含量高于20%(质量分数,下同)时,B4C/BN复相陶瓷具有良好的可加工性能.     

Al2O3陶瓷的氢致滞后断裂

Al2O3封装陶瓷恒载荷下动态充氢能发生氢致滞后断裂,其门槛应力强度因子为KIH=0.71KIC(i=20mA/cm^2)及0．45KIC（i=400mA/cm^2）。氢致开裂区全是沿晶断口,而空拉断口则是沿晶和解理构成的混合断口。     

两种Al2O3结构陶瓷断裂强度的统计分析

研究了结构陶瓷材料的统计分布规律。首先通过实验测试了两种Ａｌ２Ｏ３陶瓷光滑试件和不同缺口半径试件的断裂强度;对实验数据用正态分布和Ｗｅｉｂｕｌｌ分布分别进行了分析,发现对于缺口件,用正态分布描述其断裂强度分散性要比Ｗｅｉｂｕｌｌ分布好一些。这也说明在对陶瓷材料结构件进行设计时,应考虑用正态分布表述其断裂强度的分散性和存活概率。     

纳米SiC和添加剂ZrO2对Al2O3基纳米复合陶瓷显微组织和性能的影响

采用极性分散剂,在微米Al2O3基体中加入微米ZrO2和纳米SiC颗粒,用真空热压法制备出了Al2O3/SiC纳米复合陶瓷,并研究了微米ZrO2和纳米SiC的添加对Al2O3/SiC纳米复合陶瓷显微组织及其性能的影响.结果表明:与纯Al2O3比较,适量微米ZrO2和纳米SiC颗粒的加入阻碍了Al2O3晶粒的长大,使复合陶瓷的显微组织非常细小,纳米复合陶瓷烧结后的力学性能大大提高.     

热压烧结工艺对超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷性能的影响

热压烧结化学镀法获得的Al2O3-Co TiC-Co复合粉体制备超韧Al2O3-TiC-Co复合陶瓷.探讨了烧结温度、烧结气氛和分级保温时间对复合陶瓷微观形貌和力学性能的影响.结果表明,烧结温度为1550℃、真空保护并在750℃和1200℃各保温10 min制备的复合陶瓷力学性能最佳.采用最佳烧结工艺制备的Al2O3-TiC-8%Co复合陶瓷的平均抗弯强度和断裂韧性分别达到782MPa和8.0 MPa·m1/2.     

添加剂对钛酸铝陶瓷性能的影响(英文)

研究了添加剂对钛酸铝陶瓷的体积密度、物相组成、机械强度以及抗热震性的影响。用反应烧结法制备钛酸铝陶瓷,其中添加剂为MgO、SiO2、Fe2O3及其复合添加剂。通过阿基米德排水法测试陶瓷的体积密度及气孔率,采用三点弯曲方法测试陶瓷强度,并利用热循环实验测定陶瓷抗热震性。结果表明:MgO、SiO2、Fe2O3及其复合添加剂有利于减少气孔率,提高钛酸铝陶瓷强度,增强陶瓷抗热震性。添加剂能促进烧结,形成新相,并且可以提高钛酸铝的晶格常数c。     

利用化学镀实现Al2O3陶瓷与金属的连接

为寻求Ａｌ２Ｏ３陶疱与金属连接的新途径,本文进行了新的尝试：先在Ａｌ２Ｏ３陶瓷表面化学镀一层Ｎｉ,然后将镀镍瓷与金属在辉光炉中进行钎焊,试验结果表明,利用化学镀和辉光钎焊的方法连接Ａｌ２Ｏ３陶瓷与金属,可获得处形美观,无内在缺陷并具有足够强度的优良钎焊接头。     

ZrB2在Al2O3-ZrB2复相陶瓷中的增韧性能

常压烧结制备了Al2O3和20wt%ZrB2/Al2O3复合陶瓷,用XRD和金相显微镜、SEM分析了其相组成、微观结构、断裂形貌,并用压痕法计算了陶瓷的断裂韧性。结果表明：Al2O3陶瓷自1500℃开始其相对密度超过99%,维氏硬度达到1897HV,断裂韧性为5.2?.3MNm-3/2;20wt%ZrB2/Al2O3复合陶瓷在1450℃时相对密度超过98%,维氏硬度达到1807HV,断裂韧性为6.7?.2MNm-3/2。微观形貌观察表明,ZrB2/Al2O3复合陶瓷韧性的增加是由于弥散分布的ZrB2在Al2O3陶瓷基体中起到遏制裂纹扩展和钉扎双重作用的结果。     

Ti3SiC2／Y-3TZP陶瓷复合材料可加工性能研究

以Ti3SiC2（10％～50％，体积分数，下同）和3Y-TZP粉为原料，采用等离子体放电烧结（SPS）方法，在外加应力50MPa，烧结温度1300℃条件下，制备了Ti3SiC2／3Y-TZP陶瓷复合材料。研究了Ti3SiC2含量对复合材料的力学性能和可加工性能的影响。实验结果表明，当Ti3SiC2含量大于30％时，复合材料表现出了良好的可加工性能。分析认为，Ti3SiC2材料的微观结构特征和多重能量吸收机制起到了重要作用。     

可加工AlN-BN复合陶瓷的制备

以碳热还原法合成的 AlN 粉末和市售 BN 粉末为原料,添加 5%Y2O3 为烧结助剂,利用无压烧结制备 AlN-15BN复合陶瓷,研究了烧结温度对 AlN-15BN 复合陶瓷相变、致密度、微观结构以及性能的影响,结果表明:Y2O3 可与 AlN粉末表面的 Al2O3 发生反应生成液相促进烧结,随着烧结温度的升高,复合陶瓷的致密度、热导率和硬度逐渐增加,片状的 BN 形成的卡片房式结构会阻碍复合陶瓷的收缩和致密。在 1 850℃烧结 3 h,可以制备出相对密度为 86.4%,热导率为104.6 W?m-1?K-1,硬度为 HRA56.2的 AlN-15BN复合陶瓷。研究表明,通过添加加工性能良好的 BN制备可加 AIN-BN复合陶瓷,是解决 AIB 陶瓷复杂形状成形问题的一个重要途径。     

TiN，AlN／Al2O3复合陶瓷材料的研究

综述了TiN／Al2O3，AlN／Al2O3以及（TiN，AlN）／Al2O3复合材料的研究现状。并指出颗粒增韧是复相陶瓷材料增韧最简单的方式之一，其中纳米复合、纳微米复合、多相复合是实现颗粒增韧的有效途径。在复相陶瓷的制备中，原位反应烧结是很有希望的技术，可以直接在基体中生成弥散分布的超细第二相颗粒，而使复合材料的性能大幅度提高。     

Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能和微观组织的影响

把Al2O3添加到LiTaO3陶瓷中，研究了Al2O3对LiTaO3陶瓷烧结性能的影响，通过制备Al2O3／LiTaO3复相陶瓷，对其微观结构和LiTaO3晶粒内的电畴结构进行了观察。研究结果表明：Al2O3的加入对LiTaO3陶瓷的烧结起到了烧结助剂的作用，随着Al2O3含量的提高，复相陶瓷试样的相对密度随之增大，实验中1300℃无压烧结制备的含有9％Al2O3（体积分数，下同）颗粒的Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的致密度最高，组织结构更为致密。在Al2O3／LiTaO3复相陶瓷的LiTaO3晶粒中观察到了90°电畴。     

热压烧结氮化硅陶瓷的力学性能研究

采用Y2O3-La2O3和LiF-MgO-SiO2 2组烧结助剂，通过短切碳纤维增韧的方法，热压烧结制备了氮化硅陶瓷，并对所得氮化硅陶瓷的相组成、微观结构和力学性能进行了分析和讨论。结果表明：长柱状β-Si3N4晶粒有利于提高材料的力学性能；加入纤维不仅不能使材料的抗弯强度提高，反而有所下降，其原因是在高温制备过程中，碳纤维与氧发生反应，在氮化硅陶瓷中产生的缺陷所致。但是加入碳纤维能够提高氮化硅陶瓷的断裂韧性，其原因是碳纤维与氧反应形成的缺陷，侄裂纹在断裂过程发生了偏转。     

孔结构对氮化硅陶瓷介电性能的影响

采用添加成孔剂和冰冻．干燥法制备了具有不同气孔率的氮化硅多孔陶瓷，研究了该陶瓷在9．3GHz的微波介电性能。用SEM对微观形貌进行观察。结果表明，不同的成型工艺制备出具有不用孔结构的氮化硅多孔陶瓷，添加成孔剂制备的多孔陶瓷为较大的孔、洞分布在较致密的基体上；冰冻．干燥法制备的多孔陶瓷具有复合孔结构。对试样介电特性的研究表明，除了气孔率对介电常数和介电损耗有较大影响外，孔结构也是影响其介电特性的重要因素。     

TiN/TiCN/Al2O3/TiN与TiN/TiCN/Al2O3/TiCNO多层涂层的组织性能比较

目的对比TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层的组织性能。方法采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体上沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的物相和组织形貌,采用纳米力学测试系统测试涂层顶层的硬度和弹性模量,利用显微维氏硬度计和划痕仪分别测量涂层的显微硬度和结合强度,利用往复式多功能摩擦磨损试验机研究涂层的摩擦磨损性能。结果顶层TiN晶粒为柱状晶,顶层TiCNO晶粒呈细针状。与顶层TiN相比,顶层TiCNO硬度更大,抗塑性变形能力更强。与以TiN为顶层的多层涂层相比,以TiCNO为顶层的多层涂层表面粗糙度、摩擦系数较大,结合强度较低。当磨损只发生在顶层时,耐磨性取决于顶层涂层的性能,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率为TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的1.2倍。当磨损进行到顶层与Al_2O_3层界面时,结合强度对耐磨性也有重要影响,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率是TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的82%。结论与TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN相比,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的顶层TiCNO硬度较大,抗塑性变形能力强,其顶层耐磨性较好。改善TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO多层涂层表面粗糙度和结合强度将进一步提高该涂层的摩擦磨损性能。