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陶瓷的热压烧结

TiB2材料质轻,具有高熔点、高硬度、耐腐蚀性和抗氧化性等优异性能,同时还具有良好的导热性和导电性,从而使其在高温结构材料,耐磨、耐腐蚀以及电气材料等领域有着广泛的应用前景[1~3].然而,由于TiB2陶瓷材料的局部氧化和烧结过程中金属与硼的偏析导致的脆性,延缓了TiB2陶瓷材料的发展和应用.利用传统的烧结方法很难将TiB2烧结致密,采用无压烧结工艺,在2400℃下烧结60min,其相对密度仅为91%.本文采用自蔓延高温还原反应合成法获得的纯度高、粒度分布均匀、活性高、易于烧结的TiB2陶瓷粉料[4],然后采用热压烧结方法制备密实的TiB2陶瓷材料,研究它的性能和显微结构特点.图1TiB2原料粉末的SEM照片1实验实验所用的烧结粉料是自蔓延高温还原合成法结合一定的酸洗工艺制备的TiB2粉,其显微结构如图1所示.将粉料装入高强石墨模具中,先预压到30MPa,采用碳管辐射加热法进行热压烧结.烧结过程中压力保持30MPa,升温速度10...  (本文共3页) 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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(Si_3N_4)_p及AlN对BN-SiO_2基复合陶瓷的微观组织及性能的影响

本文以h-BN粉末、Si3N4、AlN粉末为原料,以SiO2为烧结助剂,采用冷等静压成型、无压烧结、气压烧结和热压烧结工艺制备出BN基复合陶瓷材料。并利用XRD、SEM、TEM等手段对复合陶瓷的组织结构加以分析,利用万能实验机、热膨胀仪等设备对材料的力学、热学和介电性能以及抗热震性加以测定。探究Si3N4、AlN含量以及SiO2的相对含量,在不同的烧结工艺下对材料结构和综合性能的影响规律。结果表明,三种烧结工艺制备的仅添加Si3N4的BN-SiO2基复合陶瓷中,h-BN稳定存在,SiO2和Si3N4反应生成Si2N2O后,仍残余一部分在复合陶瓷内。其中剩余的SiO2主要为非晶态,有少量的析晶。Si3N4烧结后主要为α相;β相虽有,但含量较低。而仅添加AlN的BN-SiO2基复合陶瓷中,则有β-SiAlON(Si5AlON7)和X-SiAlON(Si3Al6O12N2)生成。复合陶瓷烧结后的孔隙分布较为杂乱。所得复合陶瓷的密度随着...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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B_4C/CaB_6复合陶瓷的制备及性能研究

碳化硼具有低密度、高硬度、良好的耐磨性和耐蚀性能等特点,广泛应用于装甲材料、切割研磨材料、耐酸碱侵蚀材料等领域。但碳化硼为一种强共价键化合物,致使获得高致密度的烧结体非常困难,限制了其在工业上的进一步应用。本文将低密度的CaB6(0~20wt.%)作为掺杂相引入到B4C陶瓷中,并加入定量的A1203作为烧结助剂,热压烧结制备B4C/CaB6复合陶瓷。研究不同CaB6掺量对B4C/CaB6复合陶瓷密度、硬度的影响规律,确定获得优异性能的CaB6的最佳掺量。研究不同CaB6掺量的B4C/CaB6复合陶瓷的耐海水腐蚀性能,并通过电化学分析方法研究其在海水中侵泡的腐蚀行为,分析CaB6对B4C/CaB6复合陶瓷的耐海水腐蚀性能的影响规律。研究结果表明:以B4C为基体,0~20wt.%CaB6作为第二相掺杂,10wt.%Al2O3为烧结助剂,通过烧结温度为1900℃,烧结压力为30MPa,保温时间为60min的热压烧结工艺可制备出轻质的B...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
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TiB_2-BN-SiC复相陶瓷的制备与性能研究

TiB2-BN (TB)复相陶瓷具有导电性、抗热冲击性能、可机械加工性能、耐腐蚀性能等优点,在高温结构陶瓷、导电蒸发舟和高温电极材料中得到了广泛应用。但是如何进一步优化TB复合陶瓷的综合性能是当前研发的重点。本文采用不同粉末特性的TiB2和BN原料,通过热压烧结制备TB复相陶瓷,研究了原料粉末特性对材料致密化过程、显微结构和性能的影响;在此基础上通过热压烧结制备TiB2-BN-SiC (TBS)复相陶瓷,研究了物相组成和烧结工艺对材料显微结构和性能的影响。采用热压方法制备TB复相陶瓷,TiB2和BN原料特性对样品致密化过程、微观结构和性能有显著影响。研究表明:(1)TiB2粉末的粒径和晶粒形貌对TB复相陶瓷的结构和性能有重要影响。TiB2粉末的平均粒径越小,样品导电性能越好。在粉末粒径分布相近时,晶粒表面光滑的TiB2粉末能提高坯体在烧结中后期的致密化速率,样品的致密度、力学性能和热导率最高;在1850℃烧结1.5 h后,其所制...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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3Y-TZP/Al_2O_3纳米复相陶瓷的成形性能与微观组织

许多复相陶瓷均被发现具有不同程度的超塑性,利用纳米复相陶瓷的超塑性进行加工成形是实现复杂形状陶瓷零件近净成形的重要手段。Al_2O_3-ZrO_2系陶瓷材料是陶瓷复合材料的研究重点之一。这类材料具有良好的室温和高温力学性能,其在耐磨、耐高温等部件上应用广泛。本文采用真空热压烧结制备了20mol%ZrO_2(3Y)含量的3Y-TZP/Al_2O_3纳米复相陶瓷,随后进行了复相陶瓷的超塑挤压成形和压缩变形,测量、评价了超塑成形过程中的摩擦和润滑,分析了复相陶瓷的成形性能以及变形前后的力学性能和显微组织,研究了复相陶瓷的超塑变形机理。采用真空热压烧结法在1400℃、1450℃、1500℃、1550℃四个温度下制备了3Y-TZP/Al_2O_3纳米复相陶瓷。ZrO_2的添加,显著改善了材料的烧结性能,抑制Al_2O_3的晶粒生长,形成典型的晶界/晶内混合型结构。在1450℃以上烧结时,复相陶瓷的致密度可达到98%以上,但随着温度的升高,...  (本文共141页) 本文目录 | 阅读全文>>

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机械合金化2Si-B-3C-N陶瓷的热压烧结行为与高温性能研究

Si-B-C-N陶瓷因其优异的组织稳定性、抗高温蠕变和抗氧化等性能而逐渐成为陶瓷材料领域研究的热点之一,在航空、航天、冶金、能源、信息、微电子等领域具有广泛的应用前景。目前,Si-B-C-N陶瓷的制备方法主要包括有机聚合物前驱体裂解、物理气相沉积和机械合金化三种。其中机械合金化法因其采用的原料无毒,工艺简单,材料成本低廉,有利于制备致密块体陶瓷而受到研究人员的重视。目前,采用该方法可以较为容易地制备出室温弯曲强度约为300-500MPa,晶粒尺寸约为200-500nm的Si-B-C-N复相陶瓷。但该方法仍存在一些亟待深入研究的问题。例如,对非晶态Si-B-C-N粉末的微观结构、烧结行为、晶化过程,以及对陶瓷的组织演变规律尚不清楚;对陶瓷材料高温性能的研究尚需进一步加深等。本文针对上述问题,以c-Si、h-BN和石墨粉末为原料,采用行星式高能球磨机制备非晶态2Si-B-3C-N粉末,然后采用热压烧结工艺对该粉末进行烧结。采用X射线...  (本文共171页) 本文目录 | 阅读全文>>