莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复合材料力学性能的影响

采用反应烧结法制备了ZrO2/莫来石复合陶瓷材料,研究了添加莫来石晶种对材料力学性能的影响.结果表明,在完全莫来石化之前,莫来石过早形成致使不含晶种试样的密度低于含晶种试样,抗弯强度低于含晶种试样.而随着反应的进行,至反应完全以后,由于晶种的添加使气孔多沿晶界分布,晶界上的气孔在之后的烧结过程中易于排出,使含晶种试样获得较高的致密度.此外,添加晶种还有效减小了莫来石的晶粒尺寸.因此,反应完全后含晶种试样的强度高于不含晶种试样.2种试样的抗弯强度在800℃的测试温度下达到最大值,当温度进一步升高时,含晶种试样比不含晶种试样的强度下降得快.     

常压烧结莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷的研究

本文对莫来石／氧化锆／碳化硅复相陶瓷进行了Ｎ２气氛中常压烧结的研究。实验结果表明：ＳｉＣ粒子添加量≤２０ｖｏｌ％，材料均可致密烧结并可获得均匀的微观结构。ＳｉＣ粒子的加入使材料人力学性能较莫来石／氧化锆陶瓷有明显的提高，并在ＳｉＣ含量为１０ｖｏｌ％时达到峰值，室温强度和断裂韧性分别为６０１ＭＰａ和５．８ＭＰａ＾Ｃ２，接近热压材料。     

反应烧结莫来石陶瓷

对高岭土和氧化铝混合料进行反应烧结来制取英来石的优点在于,可以利用工业原料,这种制取方法是最近由Aza等人提出的,该方法适用于各种纯度和粒度的材料。由反应烧结引起的显微结构及相的发展是与扫描电子显微镜、X-射线衍射和密度测定同时进行的。试样在1600℃烧结3小时后测定了热膨胀系数、介电常数和维氏显微硬度。利用扫描电子显微镜所做的显微结构观测展示了两种不同粒度的莫来石(初始莫来石和再生莫来石)。测试结果表明,试样在20—1000℃温度范围内的热膨胀值为α=5.5×10~(-6)℃~(-1),显微硬度值为700维氏硬度,而在25℃、1MHz频率下的介电常数为6.5。     

ZTM-复相陶瓷材料的原位反应烧结过程的研究

通过测定试样的真密度、烧成收缩率、相对密度以及ＸＲＤ分析,系统地研究了原位反应烧结 ＺＴＭ复相陶瓷的反应烧结机理。研究结果表明,ＺｒＳｉＯ４在１３５０℃开始分解,生成四方氧化锆（ｔ－ＺｒＯ２）和非晶相,随温度升高,非晶相含量增加,并在１４２０℃形成莫来石。ＺｒＳＯ４的分解和莫来石的生成是有一定时间间隔的。该化学反应在１４２０℃－１４８０℃迅速进行,并对致密化产生不利影响,可采用分段烧结或阶段性保温     

反应烧结温度对自结合钛酸铝/莫来石复相材料的影响

44 MPa,热震抗折强度保持率为97.2%.     

复相α—β—sialon陶瓷的微波反应烧结

微波烧地因具有极快的加热和烧结速度及内在性和体积性加热等特征使制品有潜力均匀地烧结，并获得较高的密度和均匀的微观结构通过适当的保温方式，名义组成为α：β＝２０：８０的复相α－β－ｓｉａｌｏｎ陶瓷在２．４５ＧＨｚ单模腔微波烧结系统于１６５０℃保温１０ｍｉｎ能完全反应，烧结致密，获得较高的密度和较小的晶粒尺寸及好的力学性能。     

硅溶胶对刚玉莫来石复相陶瓷的性能影响

采用溶胶-凝胶法在刚玉-莫来石质材料中引入活性硅溶胶(SiO2),分析了硅溶胶对刚玉-莫来石复相陶瓷性能的影响机制。研究结果表明,SiO2在主体材料中形成纳米包裹薄膜,SiO2的分布可控、掺入均匀,从而提高了复相陶瓷的抗热震性、高温强度及蠕变性。加入SiO2溶胶产生的莫来石反应化和微裂纹增韧是刚玉-莫来石质材料热震稳定性提高的主要原因。     

ZrO2—SiO2—Al2O3系复相陶瓷制备及其耐磨性试验研究

利用等离子分解锆英石（PDZ）和锆英粉与Al2O3反应烧结制备了ZiO2-SiO2-Al2O3系复相陶瓷。利用XRD、SEM、反光显微镜、显微硬度计等测试手段，对烧成试样的物相组成、显微结构、显微硬度、气孔状况及耐磨性进行了测试分析与讨论。研究结果表明：含镁助剂的加入促进了反应烧结；由PDZ制备的试样的性能优于锆英粉原料的试样：较佳的原料配比为No.4即Al2O3:PDZ=3:1，其耐磨性优于氧化铝质研磨体，适宜的烧成温度范围是1580℃－1600℃。     

ZrO2-Al2O3复相陶瓷的研究

以纳米ZrO 、微米Al O 为原料,采用无压烧结方式制备了ZTA 复相陶瓷。结果表明:nano-ZrO 的 2 2 3 2加入有利于制备细晶ZTA 复相陶瓷。此外,nano-ZrO 的加入对 Al O 陶瓷的显微结构也产生影响,ZrO 颗粒以 2 2 3 2“晶内型”和晶界型两种形式存在。合理的配方组成及制备工艺有利于 Z r O 以四方亚稳相存在。Z r O 含量为 2 23 0 w t % 时,其四方相含量可达 6 9 %,有利于应力诱导相变增韧,该 Z T A 复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别达到 604MPa、6.87MPa·m1/2。     

等轴晶ZrO2(Al2O3, Fe2O3)复相陶瓷的制备

讨论了以硝酸盐溶液为原料，经喷雾干燥、热解、成型、烧结或直接烧结制备等轴晶ZrO2(Al2O3, Fe2O3)复相陶瓷的过程. 研究了成型压力、烧结温度、恒温时间及Al3+, Fe3+的加入对ZrO2陶瓷的相组成、晶粒大小和形貌的影响. 结果表明：成型压力对相组成及晶粒尺寸无明显影响；无论是直接采用硝酸盐复合粉末还是采用氧化物粉末压坯作为前驱物，烧结产物的形貌、相组成不变；加入Fe2O3可克服微观结构层状堆垛，获得相对细小均匀的等轴晶粒，且随Fe2O3含量的增加，单位体积中a-(Al, Fe)2O3核心的数量增加，晶粒尺寸更加细小、均匀，Fe2O3含量相对于Al2O3在20%左右时效果最佳；各相晶粒在长时间高温烧结时生长速度较为缓慢，0.5 h为0.5 mm左右，烧结12 h才到2.0 mm左右.     

ZrSiO4/Al2O3烧结氧化铝-莫来石复相陶瓷微观结构的研究

将氧化铝和锆英石混合物试样分别在1350℃、1550℃下烧成，结果发现在1350℃烧成、保温3h的样品中有莫来石生成，而在1550℃烧成、保温3h的情况下却未发现莫来石生成，本文对此作了分析和探讨。关键词：氧化铝一莫来石，复相陶瓷，微观结构。     

双相铝硅凝胶Al2O3／SiO2比对莫来石陶瓷显微结构的影响

对具有不同Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ３比的双相铝硅凝胶的烧结行为及陶瓷材料的显微结构进行了研究，结果表明，少量液相的存在对先驱粉末的致密率和材料显微结构有显著的影响。富硅莫来石先驱粉末成型体能在较低的温度下常压烧结，相对密度高达９８％以上，试样有柱状莫来石晶粒存在。     

添加剂对镁橄榄石-堇青石复相陶瓷性能的影响

研究了ZnO、La2O3,和Sm2O3,的加入对镁橄榄石-堇青石复相陶瓷的烧结和介电性能的影响,并对影响机理作了初步探讨.结果表明选择合适种类和数量的添加剂能够使复相陶瓷在1280～1360℃之间烧结.复合添加5%ZnO、2%La2O3和2%Sm2O3的复相陶瓷的介电性能较好,介电损耗在10-4数量级,介电常数约为7.0,其温度系数为124×10-6/℃,是一种性能良好的介质材料.     

碳化硅基复相陶瓷的高温氧化及其对强度的影晌

本文系统地研究了引入第二相非氧化物粒子TiC,TiB_2,ZrB_2和氧化物粒子Al_2O_3后SiC基复相陶瓷的氧化行为和规律,以及它对SiC基复相陶瓷强度的影响。实验结果发现,引入第二相非氧化物粒子后SiC基复相陶瓷的抗氧化性能大大降低,会在较低的温度下发生灾难性快速氧化,出现灾难性氧化的温度与引入的第二相非氧化物粒子的种类有关而与添加量无关,在出现灾难性氧化前的100～150℃,强度会发生大幅度下降现象;引入第二相氧化物粒子Al_2O_3的SiC基复相陶瓷,其抗氧化性不发生踢显变化,高温强度也不出现大幅度降低的现象;各种SiC基复相陶瓷的抗氧化能力次序为:SiC-Al_2O_3>SiC-TiC>SiC-TiB_2>SiC-ZrB_2。     

莫来石对Y-TZP陶瓷摩擦磨损性能的影响

用环-块摩擦磨损试验机在室温下研究了莫来石弥散钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷(mullite dispersed yttria stabillized tetragonal zirconia polycrystal,MDZ)与高铬铸铁(high chromium cast iron,HCCI)摩擦副在2％(质量分数)SiO2磨粒的5％NaOH溶液中的摩擦磨损性能。结果表明：载荷在100-500N范围内,含15％(质量分数,下同)莫来石的15 MDZ复合陶瓷的耐磨性明显优于20 MDZ(含有20％莫来石)。载荷500N下,虽然3Y-TZP(yttria stabillized tetragonal zirconia polycrystal,含3％摩尔分数氧化钇)中弥散15％莫来石后力学性能下降,但耐磨性提高。柱状莫来石对耐磨性的主要贡献是：具有承载作用;阻碍裂纹扩展;折断的柱状莫来石的“滚针轴承”作用减轻磨擦副之间的摩擦磨损。MDZ复合陶瓷的主要磨损机制为微观犁削和柱状莫来石晶粒脱落。     

矾土基合成莫来石质多孔陶瓷的研制

采用发泡法与添加造孔剂相结合,以高铝矾土和高岭土为骨料,长石作熔剂,并添加适量的煤、MgSO4和CaSO4作发泡剂,煤为造孔剂,PVA为粘结剂,干压成型后于1500℃左右烧成制备了莫来石质多孔陶瓷。制得的多孔陶瓷莫来石生成量高达90%以上,其气孔分布均匀,孔径分布范围为100～300μm;气孔率高达52.3%（闭孔气孔率为38.7%,开孔气孔率为13.6%）;体积密度为0.9731g/cm3;抗压强度为25.1317MPa;导热系数为0.143W/（m.K）的多孔陶瓷。     

莫来石纤维多孔陶瓷负载性能研究

用酸性偏磷酸盐作粘结剂、加压排液法成型制备了孔隙率高达96％的莫来石纤维多孔陶瓷，采用真空浸渍法，对其负载稀土复合金属氧化物La0.8Sr0.2CoO3的性能进行了研究，考察了浸渍时间、浸渍次数对负载量的影响，得出最佳浸渍时间为60min，浸渍次数为2次。通过扫描电镜(SEM)表征了内部架构，最后指出莫来石纤维多孔陶瓷有望成为具有较好效果的新型催化剂载体。     

复相陶瓷

从陶瓷发展历史过程与相应社会发展需求说明复相陶瓷的研究是当前结构陶瓷发展的重要研究方向之一。简要介绍了复相陶瓷的组份设计的主要依据是物理化学性能上相互匹配,以及制备科学和工艺方案选择合理性。从近年来对复相材料的研究发展举出若干成功例子,其中以纳米级复合材料性能更佳,可能是发展高强高韧结构材料的一个主要方向。最后对复相陶瓷的强化增韧机理加以综述。     

陶瓷基复相材料的非相变增韧机制

本文讨论了脆性陶瓷基复相材料不同于其它韧性基体复合材料的特点,较为系统的论述了颗粒弥散复相陶瓷材料的主要非相变增韧机制,为高韧性新型复相陶瓷材料研究开发提供理论参考。     

利用人工神经网络预测复相陶瓷材料组分含量的研究

根据人工神经网络（ANN）的BP(back propagation）算法,预测复相陶瓷各组分的体积分数的神经网络模型,模型由三层神经元组成,分别为输入层、隐含层和输出层用以模拟人脑的结构,输入层参数由两部分组成,一部分为抗弯强度、硬度和断裂韧性等力学性能,另一部分包括相应各组分的弹性模量和热膨胀系数,以用来辨识不同的材料系统,输出层参数是复相陶瓷中各组分的体积分数,只要训练样本值足够精确,预测模型就能够预测已有的陶瓷系统的组分含量,同时,模型能够预估未知材料系统的组分含量。计算证明,模型的容错性较好,因此对开发新型复相陶瓷非常有益。