纳米陶瓷、复相陶瓷及纳米复相陶瓷

纳米陶瓷、复相陶瓷及纳米复相陶瓷的研究是纳米材料研究领域中的一个重要部分，综述了其发展过程和研究动态，阐述了纳米复相陶瓷的优异性能、产生机理及应用前景，展望了纳米复相陶瓷的发展趋势．     

可加工复相陶瓷材料的研究现状与发展

介绍可加工复相陶瓷的研究发展现状。着重介绍可加工BN系复相陶瓷的研究现状与发展。主要论述可加工BN系复相陶瓷的制备工艺过程及力学性能和可加工性能等。对可加工复相陶瓷材料的研究发展方向作分析和预测。     

TiB_2基复相陶瓷材料的研究进展

TiB2由于具有高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优点而被广泛研究。综述了近年TiB2及其复相陶瓷的研究现状;介绍了几种TiB2基复相陶瓷材料,并详细说明了它们的强度、硬度等力学性能以及制备方法;分析了陶瓷致密化技术、增强增韧技术以及特种陶瓷分类研究的应用要求,并总结了当前复相陶瓷的研究热点。     

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷材料的研究进展

Al2O3/SiC纳米复相陶瓷由于具有优异的室温及高温机械性能而成为结构陶瓷领域研究的热点.本文就Al2O3/SiC纳米复相陶瓷的不同制备加工方式及增强增韧机理进行了详细的阐述.其中粉体的均匀混合是制备过程的关键因素,残余应力及裂纹偏转导致的穿晶断裂以及裂纹尖端SiC颗粒的桥联作用是复相陶瓷强度和韧性增加的主导因素.     

ZrO_2－Al_2O_3－SiC系复相陶瓷材料的冲蚀磨损

本文对ＺｒＯ２增韧１０％ＳｉＣ／Ａｌ２Ｏ３基复合材料和ＳｉＣ颗粒弥散强化５％Ａｌ２Ｏ３／ＺｒＯ２基复合材料的冲蚀磨损的研究，实验表明：相交增初有助于断裂韧性的改善，从而缓和了材料的高角冲蚀率；高弹模量的ＳｉＣ二相粒子引入后基体材料的硬度增加，提高了材料的抗低角磨损能力．显微结构（ＳＥＭ）分析表明，不同的冲蚀角度条件下材料表面的损伤行为和磨损微观机制也不相同，通过ＰＵＤ计算，定量表征材料的抗切向磨损能力．     

刚玉莫来石复相陶瓷力学性能的影响因素分析

本文采用正交设计方法研究了硅微粉、氧化铝微粉及烧结温度对刚玉莫来石复相陶瓷常温强度和高温强度的影响机制.结果表明:氧化铝微粉对高温强度的影响较大,硅微粉次之,烧结温度最小.适当降低氧化铝微粉的含量,并提高硅微粉的含量和烧结温度,可以提高复相陶瓷的高温强度.通过调节硅微粉、氧化铝微粉及烧结温度可控制刚玉莫来石复相陶瓷的显微结构,改善刚玉莫来石复相陶瓷的高温强度.     

TiC／（Al2O3／Y—TZP）复相陶瓷的制备与性能

本文采用热压工艺制备ＴｉＣ和Ａｌ２Ｏ３共同补强Ｙ－ＴＺＰ基复相陶瓷，研究了复相陶瓷的相组成。力学性能及显微结构，发现复相陶瓷的高温强度得到显著提高，１０００℃时，组成为３０ｖｏｌ％ＴｉＣ－（２５ｖｏｌ％，Ａｌ２Ｏ３／１．８Ｙ－ＴＺＰ）复相陶冷饮 抗弯强度高达６１４ＭＰａ，ＴｉＣ颗粒补强机制在高温下发挥了重要作用。     

反应烧结TiB2—SiC复相陶瓷的物相反应,力学性能及残余应力

利用ＴｉＨ２，Ｓｉ和Ｂ４Ｃ之间的化学反应制备ＴｉＢ２－ＳｉＣ复相陶瓷，研究了反应时物相生成机理及添加Ｎｉ对材料力学性能的影响，采用ＳＥＭ观察复相陶瓷的显微结构及裂纹扩展过程，用ＸＲＤ法测定了复相陶瓷内的残余应力，探讨了复相陶瓷的增韧机理，同时，残余应力测试结果表明，精磨会给材料表面带来一定的机械加工应力，但随方向而异、并对残余应力的测定造成影响。     

纳米复相陶瓷制备技术的研究现状

纳米增强相在陶瓷基体中以纳米尺度稳定地均匀分布,是制备高性能纳米复相陶瓷材料的关键.介绍了纳米复相陶瓷的特性,几种具有广阔应用前景的纳米复相陶瓷材料的制备方法及研究成果.存在的问题主要有纳米增强相的均匀分散,还没有成熟的低成本、高性能且产业化的制备工艺,指出纳米复相陶瓷的研究将围绕这2个问题而进行.     

粘结相含量对超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层冲蚀磨损的影响

采用不同粘结相含量的粉末,运用超音速火焰喷涂方法制备了Cr3C2-NiCr涂层。运用干砂冲蚀磨损试验机检测不同冲蚀角度下涂层的冲蚀磨损性能,研究粉末粘结剂含量对沉积涂层冲蚀磨损性能的影响。运用扫描电镜技术观察并分析Cr3C2-NiCr涂层冲蚀磨损失效行为。结果表明:粘结相含量不同的HVOF喷涂涂层均表现出脆性材料的冲蚀磨损特性,随冲蚀次数的增加失重量呈近似线性增加;粘结相在涂层中的分布形式影响涂层的抗冲蚀性能,但不改变冲蚀失效的主要机制。     

TiB2基复相陶瓷研究进展

与单相TiB_2陶瓷相比,TiB_2基复相陶瓷具有更加优良的物理、化学性能,是一种极具应用前景的高温结构陶瓷,在切削刀具、耐磨部件、高温结构件、核反应堆的保护外壳以及电弧反应的阴极材料等方面都具有重要的应用价值,受到国内外研究人员的普遍关注。介绍了近年来各种TiB_2基复相陶瓷的研究进展,重点介绍了TiB_2与TiC、SiC和B4C等几种材料构成的TiB_2基复相陶瓷的研究情况和水平,并对TiB_2基复相陶瓷的制备工艺进行了评述,指出了无压烧结工艺制备TiB_2基复相陶瓷的优势。最后,提出了TiB_2基复相陶瓷在今后研究中亟待解决的几个问题。相信,随着粉体制备技术、复合工艺水平以及烧结技术的不断进步,未来TiB_2基复相陶瓷的应用会越来越广。     

含h-BN复相陶瓷制备及性能研究进展

陶瓷材料密度低、抗腐蚀性及耐磨性良好,但是其硬而脆导致加工困难、抗热震性差。h-BN具有弹性模量低、硬度低的特点,其可加工性能和抗热震性能优异。将h-BN引入陶瓷基体制备含h-BN复相陶瓷,能够有效改善陶瓷材料的可加工性能和抗热震性。对含h-BN复相陶瓷的材料体系、制备工艺和性能的研究一直备受关注。本文以h-BN的引入方式为分类依据较全面地总结了含h-BN复相陶瓷的制备方法。本文对引入h-BN后所制备的含h-BN复相陶瓷的常规力学性能、抗热震性、可加工性、透波性、摩擦磨损等性能的影响进行了综述;对含h-BN复相陶瓷的制备及性能研究中存在的问题进行了概括,并对该材料体系的研究方向提出了建议。     

高温等静压烧结碳化硅基复相陶瓷的强化与增韧

本文通过Si₃N₄、TiC及SiC晶须补强SiC基复相陶瓷的高温等静压烧结,研究了复相陶瓷的显微结构与力学性能,探讨了晶须及第二相颗粒对复相陶瓷的强化与增韧机理．结果表明,不同的补强颗粒及晶须在基体中的作用也不同,Si₃N₄的引入将在基体与第二相颗粒之间产生径向压应力,阻碍裂纹的扩展,TiC的引入将在基体与第二相颗粒之间产生径向张应力,诱导裂纹的偏转;SiC晶须的引入也将产生阻碍裂纹扩展的机制,从而达到SiC基复相陶瓷强化与增韧,改善其力学性能．     

氧化钇含量对Al2O3／Y—TZP复相陶瓷的影响

本文以ＺｒＯＣｌ２．８Ｈ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３及Ｙ（ＮＯ３）３为原料，用共沉淀法合成Ｙ２Ｏ３含量不同的ＺｒＯ２－Ａｌ２Ｏ３复合粉体，并采用热压工艺制备复相陶瓷。研究了氧化钇含量对复相陶瓷力学性能及应力诱导下氧化锆相变能力的影响。     

PZN基复相陶瓷介电性能和电致伸缩性能的研究

以不同居里温度的PZN基驰豫铁电陶瓷为原始高、低温组元,采用二次合成法制备出PZN基复相陶瓷,研究了PZN基复相陶瓷的介电性能和电致伸缩性能。结果表明：复相陶瓷温度稳定性好,弥散相变度大,在具有较大的电致应变的同时具有较小的滞后,表现出优异的介温特性和电致伸缩性能。     

低温烧结Ph(Zn_(1/3)Nb_(2/3)O_3基复相陶瓷中的两相共存与介电性能

分别采用氟化物和硼硅玻璃为助烧剂制备了低温烧结PZN基复相陶瓷，并借助介电温度特性研究了复相陶瓷中的两相共存与助烧剂的关系．结果表明，添加剂引入的晶格缺陷对复相陶瓷中的两相共存有显著影响,LiF助烧剂因引起晶格氧空位促进两相固溶化，而MgF2和硼硅玻璃助烧的PZN复相陶瓷可保持两相共存．以硼硅玻璃为助烧剂获得了低温烧结、具有X7R温度稳定特性的PZN基复相陶瓷．     

显微结构对Sialon陶瓷室温疲劳短裂纹扩展行为的影响

本文采用不同相组成和不同显微结构的。α-β-Sialon复相陶瓷作为对比试样,以压痕裂纹模拟陶瓷材料本身固有的微小裂纹,通过四点弯曲试样,在相同力学参数条件下,结合扫描电子显微镜对疲劳断口的观察,研究了α-β-Sialon复相陶瓷的室温疲劳短裂纹扩展现象和微观机理．研究发现,长柱状β-Sialon晶粒含量多、长径比大的材料具有较高抵抗疲劳失效的能力·此外,疲劳断口表明,α-β-Sialon复相陶瓷疲劳短裂纹扩展的机制主要有：应力腐蚀、摩擦造成的晶粒桥接弱化和接触损伤．     

原位合成复相陶瓷概述

原位合成是制备复相陶瓷的重要途径。概述了原位反应的类型、特点及研究现状。     

反应烧结B4C/Al2O3复合陶瓷的装甲防护性能研究

以B₂O₃、Al、石墨和B₄C粉体为原料, 采用反应-热压烧结工艺在1800℃/35 MPa的烧结条件下制备了致密的碳化硼基复相陶瓷, 对复相陶瓷的显微组织、物相组成、硬度、抗弯强度以及断裂韧性进行了观察与测试, 采用7.62 mm口径的穿甲弹分别对约束状态下和自由状态下的复相陶瓷靶板进行了剩余穿深试验(DOP), 并以AZ陶瓷和B₄C陶瓷为对比靶板, 根据剩余穿深结果计算了各自的防护系数。结果表明, 复相陶瓷的主要成分为B₄C和Al₂O₃, 其中主相B₄C约占70wt%, 第二相Al₂O₃约占30wt%, 由Al-B-O共同构成的复杂中间相填充在主相与第二相之间; 复相陶瓷的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为2.82 g/cm³, 41.5 GPa, 380 MPa和3.9 MPa•m^1/2, 其中断裂韧性比纯碳化硼陶瓷提高了85.7%; 复相陶瓷的防护系数为7.34, 比AZ陶瓷和碳化硼陶瓷分别提高了11%和70%; 在约束状态下, 各个样品的防护系数比自由状态均提高10%。     

高性能可加工3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的制备

利用化学包覆和热压烧结制备出3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷,BN体积分数分别为10%～30%.XRD和TEM揭示,大长径比的纳米h-BN颗粒均匀分布在ZrO2晶界;与原始尺寸相比,ZrO2晶粒没有明显长大.与对应的微米复相陶瓷相比较,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷的弯曲强度及断裂韧性得到显著提高.当BN的体积分数达到20%时,复相陶瓷可用WC刀具容易地加工.BN的体积分数达到30%时,3Y-TZP/BN纳米复相陶瓷具有最佳的综合性能:弯曲强度为774MPa,断裂韧性为7.85MPa·m1/2,以及优异的可加工性能.