简介:在经过碱热处理的纯钛表面采用溶胶.凝胶法和提拉涂覆法制备含氟羟基磷灰石(FHA).锶取代羟基磷灰石(SrHA)~相生物陶瓷涂层。采用X射线衍射检测涂层的相组成,采用扫描电镜观察涂层的形貌,采用划痕法测定涂层与基体的结合力。结果表明:所制备的涂层是均匀和致密的FHA—SrHA双相涂层;与单相FHA和SrHA涂层相比,FHA.SrHA双相涂层与钛基体的结合力明显优于SrHA涂层,略低于FHA涂层;TRIS溶液中的溶解性实验结果显示3种涂层均发生溶解和钙磷酸盐的重沉积过程,表现出良好的生物活性,但FHA.SrHA双相涂层的溶解速率远远低于单相FHA及SrHA涂层,这表明可以通过双相涂层设计来提高生物陶瓷涂层材料的植入寿命和稳定一陛。
简介:氧化锆陶瓷材料的脆性限制了其在某些领域的应用。文章首创在氧化锆粉末中加入316L不锈钢粉,通过放电等离子烧结制备氧化锆基金属陶瓷。试验通过不同的成分配比和不同的烧结温度进行对比研究,采用金相分析、XRD、SEM/EDS等测试方法,对材料的微观结构和宏观性能等进行了表征与分析。并通过断口分析,讨论了ZrO2·316L金属陶瓷的增韧机理。结果表明:采用放电等离子烧结制备出的材料随相组成的成分所占比例的改变,其致密度、弯曲强度、横向断裂强度、断裂韧性都随之呈现出相应的变化规律;316L相以片状均匀分布在氧化锆基体中,在材料断裂时起到了颗粒/纤维增韧的作用。同时氧化锆部分以亚稳相t-ZrO2的形态存在,也起到了相变增韧的作用。
简介:以四氯化锆为锆源,苯甲醇为碳源,分别采用对二甲苯,间二甲苯和二甲苯3种不同溶剂,有机合成高碳锆比(原子比28:1)碳化锆陶瓷的先驱体苯甲醇锆(benzylalcoholzirconium,BAZ)。采用FT-IR对先驱体的基团结构进行表征,通过热重分析(TGA)和X射线衍射分析(XRD)对BAZ的耐热性和陶瓷转化过程进行研究。结果表明,采用不同溶剂制备的碳化锆先驱体在600~700℃时均全部热裂解,1500℃完全热解为ZrC,其中采用对二甲苯溶剂制备的先驱体在氩气气氛下1600℃保温1h后的陶瓷产率最高,为51.8%,采用二甲苯溶剂制备的先驱体热裂解温度最高,为670℃。
简介:利用赤泥、钢渣和滑石为原料,在没有特殊添加剂的情况下,经过模压成形与烧结制备赤泥/钢渣陶瓷材料。通过高倍电镜、差热分析与x射线衍射对材料的形貌与结构进行观察与分析,并测试吸水率与抗弯强度,研究原料的成分与粒径对陶瓷材料性能的影响。结果表明,赤泥/钢渣陶瓷材料的主晶相为透辉石和钙长石。原料粉末粒度越小,陶瓷的性能越好;赤泥用量为70%时材料的性能最佳。综合考虑陶瓷砖块的性能与能源消耗,采用烧结温度为1170℃,选用粒径小于74gm的原料粉末,在赤泥、转炉钢渣和滑石的用量分别为60%~70%、20%~30%~H10%条件下制备赤泥/钢渣陶瓷材料,材料的显气孔率和吸水率都达到建筑陶瓷的国家标准(GB/T4100.2006)技术要求的0.73%和0.03%,抗弯强度超过88MPa。
简介:采用粉末微注射成形技术制得ZrO2阵列式微流道,研究粉末粒径和注射成形工艺对微流道性能的影响规律。结果表明:通过优化注射工艺参数可以有效避免注射坯中缺陷的产生;不同粉末粒径的试样烧结后,致密度和力学性能均随烧结温度的升高先增大后减小;中位粒径为200nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1500℃,致密度为99.5%;中位粒径为100nm粉末粒径的试样最佳烧结温度为1250℃,致密度为98.4%,均近完全致密。纳米级粉末的使用可有效降低烧结温度、提高力学性能;粉末粒径从200nm下降到100nm时,粗糙度值从1.92下降到1.32。烧结后的阵列式微流道的直径为(450±5)μm,具有很好的圆度,尺寸误差<1.5%。
简介:以钼粉及氧化锆粉为原料,采用不同的烧结工艺参数,在常压氩气气氛下烧结制备50%Mo-ZrO2金属陶瓷。采用四电极法测量该金属陶瓷的高温电导率,在1580℃下进行钢液和碱性熔渣侵蚀实验。结果表明:在烧结温度为1600~1650℃,保温时间为2~4h的条件下,随保温时间延长或烧结温度升高,烧结体更加致密,孔隙率下降;因而金属陶瓷的电导率提高,耐钢液和熔渣侵蚀性增强;在1600℃、保温4h条件下烧结的试样密度最大(6.49g/cm^3),高温电导率最高(1600℃下的电导率为101S/cm),耐钢液和熔渣侵蚀能力最强。钢液对金属陶瓷的侵蚀主要为Fe和Mo的相互溶蚀,熔渣对金属陶瓷的侵蚀主要作用于ZrO2陶瓷相,熔渣中的Al2O3取代金属陶瓷中的ZrO2。熔渣侵蚀过程中,CaO与金属陶瓷中的ZrO2发生反应生成高熔点CaZrO3相,阻止熔渣对金属陶瓷的进一步侵蚀。
简介:采用杂凝聚的方式制备CNTs(CNTs为碳纳米管Carbonnanotubes)分散均匀的3Y-ZrO2/CNTs混合粉体,热压后得到3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷块体材料。与普通球磨混料法制备的陶瓷样品进行对比,研究CNTs含量以及CNTs的分散性对3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的组织、密度、断裂韧性以及电学性能的影响,并分析CNTs对陶瓷的增韧机理。结果表明,采用杂凝聚处理有助于CNTs在3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷中的均匀分散,CNTs含量(质量分数,下同)为1.00%的3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的断裂韧性达到(18.13±0.50)MPa·m1/2,较球磨混料法制备的样品提高35.10%。陶瓷基体中均匀分散的CNTs不仅通过促进马氏体相变起到增韧作用,而且CNTs的桥联和拔出机制也直接起到增韧的作用。CNTs在陶瓷基体中均匀分散能大幅降低复合陶瓷的导通阈值。经杂凝聚预处理的CNTs含量为4.00%时,3Y-ZrO2/CNTs复合陶瓷的电导率达到4.467S/m,比不含CNTs的3Y-ZrO2陶瓷高13个数量级;当CNTs含量为1.00%时,复合材料的相对介电常数达到6340,比未经杂凝处理的样品高2个数量级。
简介:基于国外定向凝固氧化物/氧化物共晶复合陶瓷的晶体生长动力学行为的研究成果,阐述其动力学机制,分析动力学因素对微观结构形态的影响,探讨晶体生长热力学、动力学行为与微观结构形态之间的关系,同时结合以燃烧合成、快速凝固技术制备的新型高强韧A12O3/ZrO2(Y2O3)共晶复合陶瓷,探讨共晶复合陶瓷在快速凝固条件下的晶体生长动力学行为。结合定向凝固与快速凝固两种晶体生长机制,得知过冷度、凝固界面前沿的温度梯度是影响晶体生长方式的重要因素,且受二者决定的凝固速率(即晶体生长速率)则决定材料的最终微观结构与形态。
简介:以纳米Al2O3和纳米Ti(C,N)为主要原料,以Mo和Ni粉等为助烧剂,采用N2气氛保护热压工艺制备Al2O3基复合金属陶瓷模具材料。采用XRD和SEM分析材料的物相组成及微观结构,并测试材料的力学性能。结果表明,当烧结温度为1660℃,纳米Al2O3质量分数为74.5%,纳米Ti(C,N)粉为20%、Mo+Ni粉为5%时,所制备的Al2O3基复合金属陶瓷模具材料性能最佳,其相对密度为98.14%,弯曲强度值为795.98MPa,硬度值为18.52GPa,断裂韧性为8.05MPa·m^1/2。第二相的引入和晶界处Mo+Ni的共同作用,可增强晶界强度,促进沿晶裂纹向穿晶裂纹转变,从而提高材料的力学性能。
简介:在由氰酸盐(KCNO和NaCNO)与碳酸盐(K2CO3和Na2CO3)组成的盐浴中添加适量稀土La,对35钢材料进行盐浴碳氮共渗,对涂层的显微组织、涂层的厚度、显微硬度沿层深的分布以及涂层的耐磨性进行测试与分析,研究稀土La对35钢盐浴碳氮共渗的影响。结果表明:在盐浴中添加稀土La可显著提高碳氮共渗层的厚度和表面硬度;在温度为560℃、时间为2h条件下进行盐浴碳氮共渗时,添加稀土La可增加化合物层的厚度,稀土添加量(质量分数)为5%时化合物层最厚;添加稀土还可提高涂层硬度,在575℃/2h、添加5%稀土条件下盐浴碳氮共渗后,试样表层硬度HV0.01达到最大值835,且耐磨性显著提高,与常规盐浴碳氮共渗相比,质量磨损降低38.4%。