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新型高強韌複相陶瓷材料改性制備技術

      主要研究內容

爲提高複相陶瓷的力學性能及降低複相陶瓷的燒成溫度,采用新型工藝方法制備了高強韌性能的精細複相陶瓷,爲陶瓷材料的補強增韌提供了一條新途徑。

本發明的一種提高複相陶瓷材料性能的方法如下:先利用球磨機將精細陶瓷粉體(如 Al2O3TiO2、ZrO2等)均勻混合,並在其中加入納米改性劑粉體,混合均勻後將所得漿料在噴霧幹燥設備上進行噴霧幹燥再造粒;隨後對所得粉料進行熱處理;熱處理後的粉體在壓力機上進行預壓成型;然後再對坯料進行冷等靜壓成型;最後采用無壓燒結或有壓燒結的方法(熱壓燒結法、高溫等靜壓法、微波加熱燒結法、微波等離子體燒結法和放電等離子體燒結法等)對坯料進行燒結得到高強韌性能的陶瓷材料。

中国专利:ZL02132534.0;ZL200710144894.1;ZL 200810136969.6;ZL 200910071630.7

技術指標

抗彎強度提高50%以上,斷裂韌性提高25%以上。 

       如氧化铝-氧化钛陶瓷的抗弯强度由305±9MPa提高到545-600MPa,断裂韧性由4 MPa•m1/2提高到4.5-5.5 MPa•m1/2

      陶瓷材料性能得到显著的改善主要是由于超细化和纳米化减小了陶瓷烧结体中气孔和裂纹的尺寸、数量以及不均匀性。再造粒纳米粉体都有“晶间/晶内型”结构。主相晶粒间第二相的存在,起到了阻碍晶界迁移的作用,因此明显抑制了基体晶粒的长大。

應用領域

電廠鍋爐制粉系統管道;鋼鐵廠原料輸送管道;水泥廠選機機出口管道、選機機入口管道、收塵管道等。石油、化工、礦山、煤炭、洗煤廠、冶煉、造紙、鋁業、建材、粉體工程、糧食機械等加工、輸送物料的各種管件。閥門的密封部件和易損部件;陶瓷研磨體;陶瓷防彈片和陶瓷複合防彈板;潛艇耐壓殼體;,用于飛機、艦艇、裝甲車、坦克、運鈔車防護的輕質裝甲。

實物照片

不同处理方式的粉体经过烧结得到的陶瓷块体的TEM (a) 纳米粉体;(b) 再造粒纳粉体;(c) 等离子处理的再造粒纳米粉体

 負責人:王鈾教授   E-MAIL:wangyou1954@126.com 

        王鈾,男,漢族,1954年生。現任哈爾濱工業大學材料科學系教授、博士生導師。

王鈾教授是280余篇论文的作者,二十余项美国、中国或国际专利的发明人,数十篇文章为SCI收录并为同行在国际杂志引用约2600余次。上世纪末因在摩擦学和表面工程方面的杰出贡献被英国剑桥国际传记中心选入《二十世纪2000杰出科学家》。

         专家云平台主页:/people/show.php?itemid=3289 
 

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