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放电等离子烧结制备SiC/MoSi_2复合材料的显微组织、烧结行为及力学性能（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2018年第5期28卷 957-965页

作者：韩欣欣王雅雷熊翔李恒陈招科孙威中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

以Mo、Si和SiC粉末为原料,利用放电等离子烧结技术在不同温度下制备SiC/MoSi_2复合材料,研究SiC/MoSi_2复合材料的物相组成、显微组织和力学性能,并探讨其烧结行为。结果表明:SiC/MoSi_2复合材料由MoSi_2、SiC和少量的Mo_(4.8)Si_3C_(0... 详细信息

以Mo、Si和SiC粉末为原料,利用放电等离子烧结技术在不同温度下制备SiC/MoSi_2复合材料,研究SiC/MoSi_2复合材料的物相组成、显微组织和力学性能,并探讨其烧结行为。结果表明:SiC/MoSi_2复合材料由MoSi_2、SiC和少量的Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)组成,呈现细晶组织。在Si C/MoSi_2复合材料的烧结过程中,存在固相烧结至液相烧结的演变。1600°C烧结的Si C/MoSi_2复合材料表现出最好的力学性能,其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别为13.4 GPa、674 MPa和5.1 MPa·m^(1/2),比纯MoSi_2分别提高了44%、171%和82%。第二相SiC作为硬质相可以承受外加应力,并阻碍裂纹的快速扩展,有助于复合材料力学性能的提高。

关键词： SiC/MoSi2复合材料显微组织烧结行为力学性能放电等离子烧结

La_2O_3添加对MgAl_2O_4-CaAl_4O_7-CaAl_(12)O_(19)复合材料烧结行为的影响

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复合材料学报 2018年第2期35卷 403-409页

作者：尹雪亮陈敏王楠杜成武徐磊东北大学冶金学院沈阳110819 辽宁科技学院辽宁省本溪低品位非伴生铁矿优化应用重点实验室本溪117000

为适应材料轻量化的发展需要,在1 400~1 600℃温度下开发了MgAl_2O_4-CaAl_4O_7-CaAl_(12)O_(19)(MACA2-CA6)复合材料,并考察了La_2O_3添加对该复合材料烧结行为、显微结构和力学性能的影响。结果表明,La_2O_3添加剂优先固溶到MA-CA_2-C... 详细信息

为适应材料轻量化的发展需要,在1 400~1 600℃温度下开发了MgAl_2O_4-CaAl_4O_7-CaAl_(12)O_(19)(MACA2-CA6)复合材料,并考察了La_2O_3添加对该复合材料烧结行为、显微结构和力学性能的影响。结果表明,La_2O_3添加剂优先固溶到MA-CA_2-CA_6复合材料组成晶相CA_6中,促使CA_6相发生晶格畸变,有效抑制了CA_6晶粒沿基面的异常长大,其形貌由片状向等轴状趋势转变,促使MA-CA_2-CA_6复合材料制备过程中由于CA_6晶粒异常长大而导致的多孔网状显微结构得以有效消除,因此也极大地改善了Mg^(2+)的扩散条件,在一定程度上间接促进了MA晶粒的发育,有效促进了MA-CA_2-CA_6复合材料的烧结。经1 200℃预烧、1 600℃保温2h烧成后,当La_2O_3的添加量为4wt%时,MA-CA_2-CA_6复合材料试样的显气孔率由19.2%下降至6.1%,体积密度由2.78g/cm^3上升至3.18g/cm^3,制得了MA、CA_2、CA_6晶相呈现交织分布、显微结构致密、有利于其力学性能改善的La_2O_3/MA-CA_2-CA_6复合材料,经1 200℃预烧、-1 600℃保温2h烧成后的4wt% La_2O_3添加试样,其冷态抗压强度由317 MPa增加到了501 MPa。

关键词： MgAl2O4-CaAl4O7-CaAl12O19 复合材料烧结行为显微结构力学性能

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氧化锆陶瓷的烧结行为与力学性能研究

氧化锆陶瓷的烧结行为与力学性能研究

作者：宋艳伟武汉理工大学

学位级别：硕士

5G通讯技术的发展使得对手机背板信号传输、防摔耐磨等需求日益上升。氧化锆陶瓷具有优异的物理化学性质:高强度、高硬度、耐磨损、无信号屏蔽、耐腐蚀、化学稳定性强等特点,使得其作为新兴手机背板材料应用前景广阔。但是目前国内氧化... 详细信息

5G通讯技术的发展使得对手机背板信号传输、防摔耐磨等需求日益上升。氧化锆陶瓷具有优异的物理化学性质:高强度、高硬度、耐磨损、无信号屏蔽、耐腐蚀、化学稳定性强等特点,使得其作为新兴手机背板材料应用前景广阔。但是目前国内氧化锆陶瓷材料的生产制备技术较为落后、产品良率较低,实际强度与理论差异较大等,所以,制备高强高韧性氧化锆材料的研究意义重大。课题针对陶瓷材料特有的脆性及氧化锆相变所带来的体积变化使得烧结制备纯氧化锆陶瓷试样往往出现开裂的情况。在氧化锆中掺杂了不同含量的氧化钇,使Y与Zr发生固溶反应或置换反应,增加氧空位,可以有效的在室温下保留更多的四方相来提高韧性。并通过采用无压烧结、热压烧结、放电等离子烧结工艺,研究YO含量及烧结工艺对氧化锆陶瓷的烧结行为和力学性能的影响,以优化工艺,制备出高致密、高强度、高韧性的氧化锆陶瓷材料。烧结结果显示,氧化锆陶瓷所需致密化温度随Y掺杂含量的降低逐渐提高,可归因于烧结体中的氧空位浓度随Y掺杂量减少而降低,体系的烧结驱动力降低。力学性能结果表明,随Y掺杂含量的降低,最终材料的抗弯强度与断裂韧性均提高;可归因于四方相氧化锆的相稳定性随Y掺杂含量降低而降低,更易诱发“相变增韧”耗散冲击能量。通过对比无压烧结、热压烧结和放电等离子烧结三种工艺对氧化锆陶瓷力学性能的影响规律,确定采用热压烧结工艺更有利于提高Y-TZP陶瓷的力学性能。基于优化的热压烧结工艺,制备出了抗弯强度大于1435MPa、断裂韧性11 MPa m的Y-TZP陶瓷。

关键词：手机背板氧化钇稳定氧化锆(Y-TZP)陶瓷烧结行为力学性能强韧化

Y_2O_3添加对MA-CA_2-CA_6复合材料烧结行为的影响

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材料导报 2018年第8期32卷 1357-1361页

作者：尹雪亮陈敏王楠徐磊彭可武东北大学冶金学院沈阳110819 辽宁科技学院辽宁省本溪低品位非伴生铁矿优化应用重点实验室本溪117000

为适应材料轻量化的发展需要,在1 400~1 600℃条件下制备了MA-CA_2-CA_6复合材料,并考察了添加Y_2O_3对该复合材料烧结行为的影响。结果表明,添加的Y_2O_3固溶入了CA_6、MA相中,Y^(3+)通过取代Ca^(2+)、Mg^(2+)有效地促进了MA晶粒的提... 详细信息

为适应材料轻量化的发展需要,在1 400~1 600℃条件下制备了MA-CA_2-CA_6复合材料,并考察了添加Y_2O_3对该复合材料烧结行为的影响。结果表明,添加的Y_2O_3固溶入了CA_6、MA相中,Y^(3+)通过取代Ca^(2+)、Mg^(2+)有效地促进了MA晶粒的提前长大,抑制了CA_6晶粒的异常长大;另一方面,添加过量的Y_2O_3与体系中的Al_2O_3反应生成Y_3Al_5O_(12)新相,使得CA_6相的生成量减少,同时由于MA相提前长大限制了CA_6相的生长空间,进一步促进了CA_6晶粒形貌由片状向等轴状趋势发展。以上因素共同作用,促进了MA-CA_2-CA_6复合材料的烧结行为。当Y_2O_3的添加量为2%时,经1 600℃保温2h烧成后,试样的显气孔率由19.2%下降至4.8%,体积密度由2.78g/cm^3上升至3.24g/cm^3,制得的MA-CA_2-CA_6复合材料中MA、CA_2、CA_6及少量Y_3Al_5O_(12)晶相呈现交织分布,显微结构致密,力学性能得到改善。

关键词：轻量化复合材料烧结行为显微结构力学性能

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W-ZrB_2合金的烧结行为

中国有色金属学报 2015年第4期25卷 918-923页

作者：毛碧波成会朝范景莲田家敏中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083

采用粉末冶金方法在无压氢气气氛下烧结制备W-Zr B2合金,对其烧结致密化行为、显微组织及Zr B2的物相变化进行研究。结果表明:W-Zr B2合金具有较高的烧结活性,在1680℃烧结后相对密度达到97.5%;添加的Zr B2粒子在烧结过程中容易吸附氧... 详细信息

采用粉末冶金方法在无压氢气气氛下烧结制备W-Zr B2合金,对其烧结致密化行为、显微组织及Zr B2的物相变化进行研究。结果表明:W-Zr B2合金具有较高的烧结活性,在1680℃烧结后相对密度达到97.5%;添加的Zr B2粒子在烧结过程中容易吸附氧形成含Zr、B、O等元素的复合物粒子,主要以球状二次相粒子形式分布于烧结合金的晶内和晶界处,有效的抑制烧结过程中晶粒的长大,合金烧结后晶粒尺寸仅为10μm左右。

关键词： W-Zr B2合金烧结行为显微组织物相变化

添加剂B_2O_3对SiC/h-BN复相陶瓷低温烧结行为及性能的影响

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硅酸盐学报 2016年第3期44卷 353-358页

作者：翟凤瑞李双谢志鹏孙加林易中周北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 红河学院理学院云南蒙自661100 山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博255049 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

以乱层结构h-BN(t-BN)和SiC纳米粉体为原料,B_2O_3为烧结助剂,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备出SiC/h-BN复相陶瓷。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析,研究烧结助剂含量对SiC/h-BN复相陶瓷的低温烧结... 详细信息

以乱层结构h-BN(t-BN)和SiC纳米粉体为原料,B_2O_3为烧结助剂,利用放电等离子烧结技术(SPS)制备出SiC/h-BN复相陶瓷。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析,研究烧结助剂含量对SiC/h-BN复相陶瓷的低温烧结行为、致密化、微观结构及力学性能的影响。结果表明:利用SPS低温烧结方法,添加少量B_2O_3添加剂,可有效地提高复相陶瓷的致密度和力学性能。与无添加剂烧结样品相比,烧结助剂的添加降低了样品烧结收缩起始温度,促进样品中片状h-BN晶粒的移动和重排,提高了颗粒间的结合强度。随着烧结助剂添加量的增加,复相陶瓷致密度显著增加,强度和韧性均呈现先增加后降低的趋势,在B_2O_3添加量为5%时,复相陶瓷相对密度和各项力学性能较高,其相对密度、抗弯强度、断裂韧性和弹性模量分别为96.92%、274.7MPa、2.91MPa·m1/2和127.2GPa,但添加过多B_2O_3,则不利于提高复相陶瓷的力学性能。

关键词：六方氮化硼碳化硅放电等离子烧结烧结行为致密化力学性能

CNTs对B_4C放电等离子烧结行为和力学性能的影响

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人工晶体学报 2014年第12期43卷 3140-3144页

作者：魏红康赵林汪长安谢志鹏邓翔宇景德镇陶瓷学院材料学院景德镇333000 清华大学材料学院北京100084

在1600℃、50 MPa条件下,采用放电等离子烧结工艺制备出了CNTs/B4C陶瓷基复合材料。研究了CNTs添加量对B4C烧结行为和力学性能的影响。采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和微观结构。结果表明:随着CNTs含量的增加,复... 详细信息

在1600℃、50 MPa条件下,采用放电等离子烧结工艺制备出了CNTs/B4C陶瓷基复合材料。研究了CNTs添加量对B4C烧结行为和力学性能的影响。采用X射线衍射仪和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和微观结构。结果表明:随着CNTs含量的增加,复合材料的相对密度和力学性能呈现先增加后减小的变化趋势,且当CNTs含量为1wt%时,相对密度和力学性能达到最大值。分析认为,适量的CNTs有利于烧结过程中粉体的滑移,可以提高复合材料的烧结致密度,而随着CNTs含量的增加,位阻效应显著,使得复合材料的致密度降低。

关键词：碳化硼碳纳米管放电等离子烧结力学性能烧结行为

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纳米η-Al2O3的烧结行为研究

耐火材料 2019年第4期53卷 263-267页

作者：李凤友张玲苏鑫常雅楠张志豪张欢辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院辽宁鞍山114051 营口青花集团辽宁大石桥115100 山东耐材集团鲁耐窑业有限公司山东淄博255200

为探讨纳米η-Al2O3的烧结行为,以纳米η-Al2O3为原料,聚乙烯醇为结合剂,经造粒、烧结制备刚玉试样。研究了不同烧结温度(1 550、1 600、1 650和1 700 ℃)和不同保温时间(0.5、1、1.5、2、4和6 h)对试样性能和显微结构的影响,并计算了... 详细信息

为探讨纳米η-Al2O3的烧结行为,以纳米η-Al2O3为原料,聚乙烯醇为结合剂,经造粒、烧结制备刚玉试样。研究了不同烧结温度(1 550、1 600、1 650和1 700 ℃)和不同保温时间(0.5、1、1.5、2、4和6 h)对试样性能和显微结构的影响,并计算了烧结激活能。结果表明:纳米η-Al2O3在1 650 ℃保温6 h烧结,得到了体积密度为 3.74 g·cm^-3 、显气孔率为1.77%的致密烧结刚玉;纳米η-Al2O3在1 550~1 650 ℃的烧结激活能为278.01 kJ·mol^-1 ,而较低的烧结激活能有利于烧结进行;低温烧结制备的刚玉中没有晶体异常长大现象,晶粒之间结合紧密,以穿晶断裂为主,晶间气孔少,晶粒尺寸在3.5~7.5 μm。

关键词：纳米η-Al2O3 低温烧结刚玉烧结行为

粘土对废料制备微晶玻璃的烧结行为及组织的影响

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材料热处理学报 2013年第3期34卷 17-21页

作者：彭长浩卢金山邓莉萍南昌航空大学材料科学与工程学院江西南昌330063

以废玻璃、粉煤灰和粘土为原料,利用粉体直接烧结法制备出斜辉石-钙长石微晶玻璃,采用XRD和SEM研究粘土对微晶玻璃烧结行为和组织结构的影响。结果表明:随粘土含量增加,微晶玻璃的烧结激活能、钙长石含量以及结晶度明显增大;粘土含量≤... 详细信息

以废玻璃、粉煤灰和粘土为原料,利用粉体直接烧结法制备出斜辉石-钙长石微晶玻璃,采用XRD和SEM研究粘土对微晶玻璃烧结行为和组织结构的影响。结果表明:随粘土含量增加,微晶玻璃的烧结激活能、钙长石含量以及结晶度明显增大;粘土含量≤15%时最佳烧结温度为1000℃,含量超过15%时最佳烧结温度往高温移动。1000℃烧结时含15%粘土微晶玻璃的体积密度为2.3 g/cm3,抗弯强度达到90 MPa。粘土作为固体粘接剂以及析晶晶核剂的双重作用决定了微晶玻璃的烧结行为和组织结构。

关键词：粘土微晶玻璃烧结行为组织