杨治华
,
贾德昌
,
周玉
,
石鹏远
,
宋成斌
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2004.07.005
制备了SiC短纤维增强原位合成的SiC-BN复合陶瓷(SiCsf/SiC-BN),对其氧化动力学进行了分析计算,并对不同成分的SiCsf/SiC-BN复合陶瓷在800～1200℃的氧化过程进行了研究.研究表明, Si3N4,B4C和C可以原位合成复合陶瓷的基体.复合陶瓷在高温发生氧化时,SiC和BN氧化产物主要为SiO2和B2O3,这两者互融形成的薄膜可以有效减缓复合陶瓷的氧化.
关键词:
SiCsf/SiC-BN复合陶瓷
,
氧化
,
SiC短纤维
,
原位合成
周睿
,
贾德昌
,
杨易
,
杨治华
,
周玉
稀有金属
doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.04.008
钛合金因其优异的强韧性是具有广泛应用背景的轻质材料,但其硬度较低导致耐磨性较差,限制了其作为结构部件的应用.利用Cr3C2,B4C和石墨粉体之间的原位反应,制备了增强相体积分数为10％,TiC和TiB摩尔比1:1的(TiBw+ TiCp)/(Ti-4.0Fe-7.3 Mo-xCr)系钛合金基复合材料.混合粉料采用热压烧结方法在20 MPa压力,氩气气氛保护,1300℃条件下保温1h进行制备.并对复合材料的微观组织结构和力学性能进行了研究.研究表明,通过控制Cr3C2,B4C和C的含量配比,改变以Cr3 C2引入的cr含量对基体和增强相均有影响.复合材料基体由α-Ti和β-Ti两相组成,随Cr3 C2引入的Cr含量的增加,β-Ti的含量增加.并且当Cr3C2形式引入的Cr含量由2.2％增加到5.2％时,复合材料的强度得到显著提高,最高可达到908.7 MPa,但其杨氏模量从170GPa下降到150GPa,而复合材料的洛氏硬度HRC稳定保持在55,大大高于基体合金.并且Cr3 C2的引入也影响着复合材料中原位合成的TiBw与TiCp增强相的分布位置和形态.随由Cr3 C2的引入Cr含量增加,TiB晶须的长径比提高,TiC颗粒的粒度细化,对复合材料的强度和韧性起到强化作用.
关键词:
钛合金
,
热压烧结
,
Cr3C2
,
TiB+TiC
,
力学性能
贾德昌
,
张鹏飞
,
杨治华
,
叶丹
,
孙振淋
,
周玉
中国材料进展
Si-B(Al)-C-N系非晶和纳米陶瓷材料微观结构独特,高温性能优良,在高温结构材料与航天防热领域表现出诱人的应用前景.从Si-B(Al)-C-N系陶瓷的主要制备方法与工艺特点.典型的组织特征和高温性能,以及Si-B(Al)-C-N基复合材料的性能特点等几方面,综述了该系陶瓷材料的研究现状,展望了其发展趋势.
关键词:
Si-B(Al)-C-N系陶瓷
,
非晶态
,
纳米陶瓷
,
抗氧化性
,
高温蠕变
,
复合材料
杨治华
,
段小明
,
贾德昌
,
周玉
稀有金属材料与工程
以Si_3N_4、B4C、C、Si等粉末为原料,采用机械合金化方法制备2Si-B-3C-N粉末,在氮气保护下1900 ℃, 40 Mpa热压烧结30 min获得2Si-B-3C-N陶瓷,研究了块体陶瓷微观组织结构与力学性能.高能球磨粉末在热压烧结后致密度达到了97.9%.热压烧结的2Si-B-3C-N陶瓷中主要含有等轴状的b-SiC和层片状的h-BCN相.BCN晶粒尺寸约为200 nm,SiC晶粒尺寸约为400～500 nm.BCN晶粒主要分布在SiC晶粒周围.2Si-B-3C-N陶瓷的室温抗弯强度、弹性模量、断裂韧性、硬度分别为446.6 Mpa、144.6 Gpa、5.10 Mpa×m~(1/2)和5.53 Gpa.在高温空气状态下,2Si-B-3C-N陶瓷的抗弯强度随温度的升高而降低,1000和1400 ℃下的抗弯强度分别为358.7和202.1 Mpa.
关键词:
Si-B-C-N陶瓷
,
机械合金化
,
热压烧结
,
微观组织
,
力学性能
杨治华
,
贾德昌
,
周玉
,
宋成斌
,
石鹏远
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.04.004
采用原位合成的方法设计并制备了SiC-BN复合陶瓷.经理论计算及实验证明,在相对较低的温度(1700 ℃)下即可成功实现预期的原位反应.复合陶瓷中生成了细小均匀的微米级SiC和BN颗粒,在添加剂较多的地方发现了纳米级的SiC晶粒.SiC-BN系列复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧性在含20vo1%BN时达到最大,分别为311MPa和4.5 MPa·m1/2,弹性模量和硬度随BN含量的增加而减小,B60复合陶瓷的弹性模量为40.8GPa,维氏硬度为0.55GPa.不含BN的BO复合陶瓷的断裂方式主要为穿晶断裂,含有BN的SiC-BN复合陶瓷的断裂方式主要为沿晶断裂.
关键词:
SiC-BN复合陶瓷
,
原位合成
,
力学性能
,
显微组织结构
杨治华
,
贾德昌
,
周玉
,
林玲
稀有金属材料与工程
研究了Al2O3和Y2O3作为添加剂对原位合成SiC-BN复合陶瓷组织与力学性能的影响.在含有添加剂(10ω/%)的情况下,以Si3N4,B4C和碳粉为原料的原位反应于1400℃开始进行,并在1700℃完成.在不含添加剂的情况下,反应在1900℃仍然没有完全完成.Al2O3-Y2O3添加剂可以在1760℃形成钇铝石榴石,同时二者可以同原始粉末中Si3N4或SiC颗粒表面的SiO2作用在1400℃形成Y-Al-Si-O液相,这可以加速原位反应的进行,并促进复合陶瓷的致密化.在SiC和BN含量相同情况下,含有添加剂的复合陶瓷密度和力学性能明显要高于不含添加剂的复合陶瓷.
关键词:
碳化硅
,
氮化硼
,
添加剂
,
显微组织
田卓
,
贾德昌
,
段小明
,
杨治华
,
周玉
材料科学与工艺
BN陶瓷因SiO2的引入而使材料的力学性能得到了改善,但依旧存在强度低的不足,为此,本研究将通过在基体中引入高强度、高模量的SiAlON相作为增强相来进一步提高材料的力学性能.以BN、SiO2、AlN为原料,采用热压工艺制备出BN基复合陶瓷.通过高温力学性能测试和扫描电镜(SEM)观察,研究了AlN添加量对复合陶瓷高温力学性能和断裂行为的影响.研究表明:复合陶瓷的高温弯曲强度随着温度的升高而呈先升高后降低的趋势,并在1 300℃达到最大值,而强度的升高主要是由于升温过程中内应力的缓解所致.对于添加体积分数5％AlN的复合陶瓷,在1 300℃时其高温弯曲强度达到376.7 MPa,与室温条件下的弯曲强度相比提升了52.5％,当温度升至1 500℃时其高温弯曲强度为272.0 MPa,具有良好的高温力学性能.
关键词:
BN基复合陶瓷
,
SiAlON
,
高温力学性能
,
断裂行为
,
弯曲强度
段小明
,
杨治华
,
贾德昌
,
徐东
稀有金属材料与工程
以Ca_3(PO_4)_2和Si_3N_4为原料,采用无压烧结的方法制备Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4系列复合陶瓷.复合材料中Ca_3(PO_4)_2能与Si_3N_4稳定共存,烧结后未发现有新相生成.随着烧结温度的提高,复合材料的致密度和β-Si_3N_4的相对含量也随之升高,柱状β-Si_3N_4晶粒的生长更加充分,晶粒相互搭接、交织.复合陶瓷的力学性能随着烧结温度的提高而升高,1700 ℃无压烧结复合材料的抗弯强度达到547 MPa,断裂韧性达到7.3 MPa·m~(1/2),从断口照片中可以观察到β-Si_3N_4晶粒的拔出和桥联作用.通过加热试样并在水中骤冷后测弯曲强度的方法,表明Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4复合材料具有良好的抗热震性能.
关键词:
Ca_3(PO_4)_2/Si_3N_4
,
无压烧结
,
力学性能
,
抗热震性能
田卓
,
段小明
,
杨治华
,
贾德昌
,
周玉
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13406
以BN、SiO2、AlN为原料,采用热压工艺制备出BN基复合陶瓷.研究了AlN添加量对复合陶瓷热学与抗热震性能的影响.结果表明:随着AlN添加量的增加,复合陶瓷的热膨胀系数呈现先降低后升高的趋势.当AlN的添加量为5vol％时,复合陶瓷的平均热膨胀系数最小,为2.22×106/K;复合陶瓷的热导率则随着AlN添加量的增加呈先升高后降低的趋势,当AlN的添加量为10vol％时达到最大值.未添加AlN的复合陶瓷热震后的残余强度随着热震温差的增大而升高;随着AlN的引入,复合陶瓷热震后的残余强度呈下降的趋势.对于添加5vol％AlN的复合陶瓷,经1 100℃热震后其残余强度为219.7MPa,强度保持率为88.9％,抗热震性良好.
关键词:
BN基复合陶瓷
,
热膨胀系数
,
热导率
,
抗热震性能
,
热震残余强度
