赵忠民
,
张龙
,
张靖
,
潘传增
,
宋亚林
,
朱浩
稀有金属材料与工程
通过在铝热剂中引入ZrO2与Y2O3混合粉末,引发超重力下燃烧合成,制备出大尺寸、高致密度Al2O3/ZrO2(Y2O3)自生复合陶瓷板材.XRD,SEM与EDS显示,自生复合陶瓷是以亚微米ZrO2四方相纤维成排镶嵌其上、生长方向各异的棒状共晶团及Al2O3块晶与ZrO2四方相不规则粒晶分布其上的共晶团边界构成,复合陶瓷的强化不仅归因于分布在棒状共晶团Al2O3基体上的残余压应力与小尺寸共晶团边界,更因共晶团Al2O3基体上的残余压应力增韧、共晶团边界上的微裂纹增韧及应力诱发相变增韧引起的高断裂韧性所致.
关键词:
Al2O3/ZrO2(Y2O3)
,
燃烧合成
,
超重力
,
共晶生长
,
强韧化
宋亚林
,
赵忠民
,
张龙
,
杨权
,
曲振声
复合材料学报
采用超重力下燃烧合成技术,通过调整ZrO2体积分数,制备出不同成分与显微组织形态的ZrO2(4Y)/Al2O3复合陶瓷,研究了材料成分,显微组织与力学性能之间的关系.XRD、SEM和EDS结果表明:当ZrO2体积分数低于37%,陶瓷熔体生成为生长取向各异且以ZrO2四方相亚微米纤维镶嵌于α-Al2O3上的棒状共晶团为基体的复合陶瓷;当ZrO2体积分数高于40%,复合陶瓷基体则生长为略呈球形的ZrO2四方相微米晶粒.性能测试结果显示,随着ZrO2体积分数增加,陶瓷相对密度逐渐降低,陶瓷硬度与断裂韧性均在ZrO2体积分数为33%时出现最高值,而陶瓷弯曲强度则在ZrO2体积分数为29%达到最大值.
关键词:
ZrO2(4Y)/Al2O3
,
燃烧合成
,
超重力
,
晶体生长
潘传增
,
张龙
,
赵忠民
,
张靖
,
宋亚林
材料导报
基于国外定向凝固氧化物/氧化物自生复合陶瓷的晶体生长动力学行为研究,阐述了其动力学机制,分析动力学因素对微观结构的影响,探讨了晶体生长动力学行为与微观结构之间的关系;同时结合以重力、超重力下燃烧合成、快速凝固技术所制备的新型高强韧Al2O3/YSZ自生复合陶瓷,探讨了自生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,得出过冷度、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,且受二者控制的晶体生长速率则决定材料的微观结构与形态.
关键词:
氧化物/氧化物自生复合陶瓷
,
定向凝固
,
快速凝固
,
共生共晶生长
,
动力学行为
宋亚林
,
赵忠民
,
张龙
,
潘传增
,
曲振生
,
杨权
稀有金属材料与工程
基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过调整超重力大小,研究超重力对复合陶瓷凝固组织与性能的影响.结果表明:随着超重力增加,陶瓷共晶团从胞状结构转化为棒状结构,且棒状共晶团得以细化,其体积分数与长径比增加.性能显示:随着超重力增加,陶瓷相对密度显著提高,陶瓷硬度与弯曲强度因棒状共晶团细化、内部缺陷尺寸减小而得以增大,同时因棒状共晶团细化及分布于共晶团边界上ZrO_2四方相细化、球化,陶瓷断裂韧性也随之升高.
关键词:
Al_2O_3/ZrO_2(4Y)
,
燃烧合成
,
超重力
,
强韧化
赵忠民
,
张龙
,
宋亚林
,
潘传增
,
曲振生
,
杨权
稀有金属材料与工程
基于超重力下燃烧合成Al_2O_3/ZrO_2(4Y),通过改变ZrO_2(4Y)含量,研究材料成分、结构与性能之间的关系.结果表明:当ZrO_2(4Y)体积分数低于37%,复合陶瓷是以ZrO_2四方相纳微米纤维镶嵌其上且取向各异的棒状共晶团为基体;当ZrO_2(4Y)体积分数高于40%,则获得ZrO_2四方相微米类球晶为基的复合陶瓷.力学性能显示,Al_2O_3/33%ZrO_2(4Y)以低的凝固温度,达到了最高的相对密度与硬度值,且也因低的缺陷尺寸及裂纹偏转与桥接增韧所带来的高断裂韧性,具有最高的弯曲强度值.
关键词:
Al_2O_3/ZrO_2(4Y)
,
燃烧合成
,
超重力
,
晶体生长
杨权
,
张龙
,
赵忠民
,
潘传增
,
曲振生
,
宋亚林
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2009.04.019
介绍了国外定向凝固Al2O3基共晶复合陶瓷,分析了材料制备工艺、共晶显微组织与力学性能之间的关系,并简要分析了该材料的发展趋势.同时,结合超重力下燃烧合成制备大尺寸Al2O3/ZrO2(Y2O3)共晶复合陶瓷研究,系统地介绍了在材料制备、材料成形与缺陷控制方面取得的研究成果,并进而指出该技术发展方向在于开发出三元共晶系材料,实现材料结构纳米化.
关键词:
共晶复合陶瓷
,
定向凝固
,
燃烧合成
,
超重力
,
快速凝固
宋亚林
,
张龙
,
赵忠民
,
来冰
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.013
将球磨工艺引入超重力反应合成,制备TiB2-TiC复相陶瓷.研究发现,随着球磨时间的延长,反应原料尺寸显著细化,其粒度最小可达2.2 μm.机械球磨虽未能直接诱发合成反应,但有效地降低反应原料的点火温度及反应激活能,提高了实际反应温度,促使反应呈现“热爆”模式.XRD、FESEM与EDS结果表明,反应制备的陶瓷基体主要由TiB2片晶、不规则的TiC相、Cr基金属合金相及Al2O3夹杂组成.延长球磨时间,不仅加速Al2O3液滴与陶瓷熔体波相分离,减少Al2O3夹杂及缩孔、缩松的含量,更促使陶瓷基体显微组织细化,提高其均质化水平.
关键词:
TiB2-TiC复相陶瓷
,
球磨工艺
,
反应合成
,
显微组织
宋亚林
,
张龙
,
赵忠民
,
潘传增
材料热处理学报
在超高重力场条件下,以B4C-Ti-Ni为反应体系,合成制备TiC-TiB2-Ni复相陶瓷.XRD和FESEM分析结果表明,反应燃烧充分,所得陶瓷基体由TiB2片晶相、不规则TiC相和Ni相构成.燃烧反应放热,促使反应物熔化生成Ti-C-B-Ni液相产物.待反应结束后,TiB2、TiC先后从陶瓷熔体中凝固形核、析出,而Ni相最后凝固,并对陶瓷基体补缩.随着Ni添加量的增加,陶瓷基体显微组织细化,且均质化水平极大提高,同时,陶瓷的相对密度、断裂韧性和弯曲强度逐渐增大,当Ni添加量为20 mass％时,陶瓷性能最佳,分别为97.8％、13.1 MPa·m0.5及693 MPa.其维氏硬度先升高后降低,当Ni的添加量为15 mass％时,达到最高值,为18.6 GPa.
关键词:
TiC-TiB2-Ni复相陶瓷
,
反应合成
,
凝固成形
,
超高重力场
宋亚林
,
张龙
,
潘传增
,
朱冰
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151123.001
将Ti合金插层引入(Ti+B4 C)反应原料和 Ti 合金底板之间,研究 Ti 合金插层厚度变化对超重力反应连接TiB2基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料界面显微组织与力学性能的影响。热力学计算表明：合成反应的绝热温度远超Ti合金的熔点,可以保证不同厚度的Ti合金插层全部熔化。XRD、FESEM及 EDS分析结果表明：在陶瓷和Ti合金底板之间形成梯度界面区,且随着Ti合金插层厚度的增加,梯度界面区的厚度也不断增大。自陶瓷基体至Ti合金底板,TiB2和TiC1-x的体积分数不断减少,而TiB的体积分数先增加而后减少,最终形成以TiB2、TiC1-x及TiB陶瓷相尺寸和分布为特征的梯度复合结构。而梯度连接区的硬度分布趋势更加平缓,其剪切强度不断提升。
关键词:
TiB2 基陶瓷/Ti-6Al-4V梯度复合材料
,
反应连接
,
Ti合金插层
,
显微组织
,
维氏硬度
,
剪切强度
