- 陈方杰;王成;康辰龙;张郑;向涛波;张磊;张永锋;
针对传统方法成型陶瓷困难,3D打印方法制造复杂陶瓷零件性能差、精度低等问题,将3D打印和凝胶注模(GC)技术相结合,构成3D打印/凝胶注模复合成型技术,能有效克服上述困难,实现复杂形状高性能陶瓷零件的净成形。简述了陶瓷3D打印/凝胶注模复合成型技术的工艺流程,归纳了目前三种主流的该复合成形方法 :基于激光选区烧结的GC成型、基于立体光固化的GC成型和基于熔融沉积制造的GC成型技术,并详细阐述了它们的研究现状与应用,介绍了它们的发展趋势和各自的优缺点,并对今后的进一步发展进行了展望。
2020年09期 v.56;No.382 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 1896K] - 朱晓东;王娟;徐立;冯威;罗建军;喻林;
以钛酸丁酯为Ti源,硝酸铅为Pb源,采用溶胶凝胶工艺以及不同温度煅烧制备了纯TiO_2以及Pb掺杂TiO_2纳米粉体。采用XRD,SEM,XPS等表征技术对其进行了晶体结构,表面形貌,元素组成与价态的分析。结果表明:纯TiO_2在450℃热处理后为锐钛矿,550℃开始出现微量金红石,650℃锐钛矿已经几乎全部转变为金红石。Pb掺杂TiO_2在550℃时全部为锐钛矿,650℃时0.5%Pb掺杂TiO_2为锐钛矿/金红石混晶结构,当掺杂浓度达到1%时,全部为锐钛矿,Pb掺杂提高了锐钛矿的热稳定性,抑制了锐钛矿向金红石的转变,提高了相变温度。Pb元素以Pb~(2+)存在于样品之中,Pb掺杂能够细化晶粒,同时使颗粒尺寸分布更加均匀。
2020年09期 v.56;No.382 6-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 2393K] - 沈造;李岩;同帜;闫笑;孙若男;
以洛川黄土为主要原料,粉煤灰为添加剂,通过滚压成型法和固态粒子烧结法制备黄土基陶瓷膜支撑体。研究了烧结温度及粉煤灰添加量对陶瓷膜支撑体纯水通量、酸碱腐蚀率、孔径分布、晶相组成的影响。结果表明:粉煤灰可以促进支撑体内部孔隙的形成,从而有效增加支撑体孔隙率,在烧结温度为1110℃,粉煤灰添加量为15%时,可制得纯水通量为5365 L/m~2·h,孔隙率为32.1%,平均孔喉半径为1.32μm,酸碱腐蚀后质量损失率仅为0.04%、0.06%的黄土基陶瓷膜支撑体。以粉煤灰作为添加剂可生产出成本较低,性能优良的黄土基多孔陶瓷支撑体。
2020年09期 v.56;No.382 12-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 2191K] - 刘耀;胡子健;李立;肖文福;占丽娜;
水基光固化陶瓷浆料的低粘度、高分散是制备致密材料的关键因素。重点讨论了水基光固化中分散剂的种类、pH值、固相含量对光固化Si_3N_4陶瓷浆料流变性能的影响。实验表明:当用0.8 wt%的甲基丙烯酸铵做分散剂,浆料pH=10时,制备出了固相含量40 vol%,粘度为0.8 Pa·s-1的Si_3N_4浆料。通过3D光固化成型技术,运用优化后的浆料制备了形状复杂的涡轮坯体,并在气压烧结1750℃时,获得91%的相对密度,13.76±0.42 GPa的显微硬度和5.32±0.52 MPa·m~(1/2)的断裂韧性。
2020年09期 v.56;No.382 18-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K] - 米越姗;陈旸;郑占申;
以价格低廉的含氢硅油为原料,碳纤维为基体制备多结构SiC吸波材料,并经氮化处理进行改性。通过SEM和XRD表征其形貌和相结构,通过网络矢量分析仪测试其电磁性能。结果表明,制备的SiC吸波材料呈现多结构特点,既保留了碳纤维原纤结构,又生成了光滑长直晶须,经氮改性后其结构更加多样化,形成粗糙晶须状、三维网状、多孔及薄片结构。氮改性能够有效地改善该SiC吸波材料的介电损耗性能,并大大提高其吸收电磁波的能力,当厚度为5 mm时,其反射损失(RL)达-61.6 dB,厚度大于3 mm时,其有效吸波(RL<-10 dB)带宽达7 GHz。
2020年09期 v.56;No.382 24-30页 [查看摘要][在线阅读][下载 2440K] - 牛书鑫;许西庆;李鑫;杨小薇;王增利;石振梅;许亮;周悍坤;陈鑫;
通过热压注法制备了石英纤维增强的氧化硅基陶瓷型芯,随着石英纤维含量增加,陶瓷型芯气孔率和溶蚀性呈现出指数型增长;型芯的弯曲强度和抗蠕变性能都呈现出先增强后减弱的变化趋势。石英纤维与基体间的界面,在裂纹偏转和纤维拔出过程中吸收能量,使型芯表现出较高的弯曲强度;石英纤维在碱液中活性较高,因此保留了氧化硅基陶瓷型芯良好的溶蚀性。石英纤维含量为6%时,陶瓷型芯表现出了很好的综合性能,显气孔率为34.1%,常温和1550℃的弯曲强度分别为28.5 MPa和21.8 MPa,高温蠕变为0.26 mm,溶蚀率为0.62 g/min,很好地满足了高温合金浇注对型芯的要求。
2020年09期 v.56;No.382 31-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K] - 吴雁;肖礼军;王冰;王犁;张而耕;黄彪;
利用物理气相沉积(PVD)技术,基于阴极电弧技术在Si片、高速钢试片上制备了TiAlSiN多层梯度涂层。利用洛氏硬度计、X射线衍射仪、透射电子显微镜、纳米压痕仪对涂层的表面形貌、物相结构和力学性能进行表征。通过超精密三维表面轮廓光学测量仪、HSR-2M摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。试验结果表明TiAlSiN多层梯度涂层结构致密,各层间界面清晰,主要由柱状的面心立方结构的(Ti,Al)N相组成。涂层与基体的结合力达到工业等级HF1,具有良好的膜基结合力,其硬度为27.7 GPa,弹性模量为338.0 GPa,具有较高的硬度和弹性模量。TiAlSiN多层梯度涂层的摩擦系数为0.54,磨损率为7.06×10~3μm~3/(N·m),主要磨损机制为磨粒磨损和轻微粘着磨损。
2020年09期 v.56;No.382 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 2415K] - 邵川;张江毅;
工作范围在室温附近的功能材料具有潜在的未来应用价值,相比于其他钙钛矿铁电材料基体如BaTiO_3、Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3,铌酸钠NaNbO3的室温弛豫特性目前尚未得到应有的关注。为了扩展NaNbO_3体系在室温附近的可能应用,实验通过将Bi~(3+)引入NaNbO_3体系制备了(Na_(1-3x)Bi_x)NbO_3组分陶瓷(x=0～0.15),探索了Bi~(3+)掺杂含量对NaNbO_3陶瓷的相结构、显微结构、介电性能和弛豫特性的影响,结果表明:随着Bi~(3+)的掺杂量增加,使得NaNbO_3的室温相结构发生了正交相Pbcm-正交相P21ma-立方相Pm-3m的过渡,同时Bi~(3+)的固溶极限在x=0.10～0.15之间。Bi~(3+)的挥发造成少量气孔的形成,导致陶瓷的致密性逐渐降低。Bi~(3+)增加使得居里温度大幅度下降,从x=0组分的326℃下降至x=0.10组分的-26℃,弛豫程度增加,弛豫因子从x=0组分的1.12上升至x=0.10组分的1.88,伴随着弥散相变和频率色散的现象产生。
2020年09期 v.56;No.382 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2584K]