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新型高強韌復相陶瓷材料改性制備技術

      主要研究內容

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

本發明的一種提高復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,并在其中加入納米改性劑粉體,混合均勻后將所得漿料在噴霧干燥設備上進行噴霧干燥再造粒;隨后對所得粉料進行熱處理;熱處理后的粉體在壓力機上進行預壓成型;然后再對坯料進行冷等靜壓成型;最后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。

中國專利: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。 

       如氧化鋁-氧化鈦陶瓷的抗彎強度由305±9MPa提高到545-600MPa,斷裂韌性由4 MPa•m1/2提高到4.5-5.5 MPa•m1/2

      陶瓷材料性能得到顯著的改善主要是由于超細化和納米化減小了陶瓷燒結體中氣孔和裂紋的尺寸、數量以及不均勻性。再造粒納米粉體都有“晶間/晶內型”結構。主相晶粒間第二相的存在,起到了阻礙晶界遷移的作用,因此明顯抑制了基體晶粒的長大。

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;陶瓷防彈片和陶瓷復合防彈板;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

不同處理方式的粉體經過燒結得到的陶瓷塊體的TEM (a) 納米粉體;(b) 再造粒納粉體;(c) 等離子處理的再造粒納米粉體

 負責人:王鈾教授   E-MAIL:[email protected] 

        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余篇論文的作者,二十余項美國、中國或國際專利的發明人,數十篇文章為SCI收錄并為同行在國際雜志引用約2600余次。上世紀末因在摩擦學和表面工程方面的杰出貢獻被英國劍橋國際傳記中心選入《二十世紀2000杰出科學家》。

         專家云平臺主頁:http://www.hkmli.tw/people/show.php?itemid=3289 
 

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