微波烧结陶瓷的研究进展_李远

第32卷第2期2011年4月热处理技术与装备

R E C H U L I J I S H UY UZ H U A N G B E I V o l . 32, N o . 2

A p r , 2011

·综  述·

微波烧结陶瓷的研究进展

李 远, 汪建华, 熊礼威, 刘 繁

(武汉工程大学材料科学与工程学院等离子体化学与新材料重点实验室, 湖北武汉 430073) 摘 要:微波烧结法是目前制备高性能陶瓷材料的一种理想方法。本文介绍了微波烧结的基本原理、特点以及微波烧结设备的基本构造和发展状况; 全面综述了微波烧结法在各种高性能陶瓷材料制备过程中的应用进展, 列举了运用微波烧结法制备的各种高性能陶瓷实例, 阐述了微波烧结技术的现有问题, 并展望了陶瓷材料微波烧结的发展方向。

关键词:微波烧结; 陶瓷; 研究进展

中图分类号: TF 124. 5 文献标识码: A   文章编号:1673-4971(2011) 02-0007-05

R e s e a r c ho f Mi c o w a v e S i n t e r e d C e r e m i c Ma t e r i a l s

L I Y u a n , W A N GJ i a n g -h u a , X I O N GL i -w e i , L I UF a n

(K e y L a b o r a t o r y o f P l a s m a C h e m i s t r y &A d v a n c e d M a t e r i a l s , W u h a n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,

W u h a n H u b e i 430073, C h i n a ) A b s t r a c t :M i c o w a v e s i n t e r i n g i s a n i d e a m e t h o d t o p r e p a r e h i g h q u a l i t y c e r a m i c m a t e r i a l s . I n t h i s p a p e r , t h e b a s i c p r i n c i p l e s , c h a r a c t e r i s t i c s , t h e b a s i c s t r u c t u r e a n d d e v e l o p m e n t o f M i c o w a v e s i n t e r i n g e q u i p m e n t s a r e i n t r o d u c e d . T h e a p p l i c a t i o n p r o g r e s s o f m i c w a v e s i n t e r i n g d u r i n g t h e p r e p a r a t i o n p r o c e s s o f h i g hp e r -f o r m a n c e c e r a m i c m a t e r i a l s i s s u m m e d . T h e e x a m p l e s o f h i g h p e r f o r m a n c e c e r a m i c m a t e r i a l s p r e p a r a e d b y

t h e m i c w a v e s i n t e r i n g a r e l i s t e d . T h e c u r r e n t p r o b l e m s o f m i c r o w a v e s i n t e r i n g t e c h n o l o g y a r e d e s c r i b e d , a n d t h e d e v e l o p m e n t o f m i c o w a v e s i n t e r i n g c e r e m i c s i s p r o s p e c t e d . K e y w o r d s :m i c r o w a v e s i n t e r i n g ; c e r a m i c ; r e s e a r c h

0 引言

微波烧结作为一种材料烧结工艺被誉为“新一代烧结技术”。材料的微波烧结始于20世纪60年代中期, L e v i n s o n 和T i n g a 首先提出陶瓷材料的微波烧结

[1]

微波传输理论, 微波烧结装置系统优化设计, 材

料烧结工艺和性能测试, 材料与微波交互作用机制以及电磁场和温度场计算机数值模拟等都得到了深

[3]

入的研究, 并成功地制备出了S i O 、A12O 2、B4C 3、T i O r O n O 、A l N 等陶瓷材料及陶瓷复合材2、Z2、Z 料

[4]

, 随着微波原理及其与材料相互作用机理研

究的不断深入, 加上各发达国家对这项技术的大力

支持, 微波烧结技术已经取得长足的进步。我国对微波烧结技术的研究由武汉工业大学在1988年率先将其应用于材料烧结, 也在此时将其纳入“863计划”

[2]

。目前, 微波烧结已经进入产业化阶段, 美国已

[3]

具有生产微波连续烧结设备的能力术界也在向产业化方向发展。1 微波烧结的原理与特点

, 我国相关学

, 目前已经取得了很大的进展。

微波烧结原理与常规烧结有着本质区别。常规

收稿日期:2010-11-13

作者简介:李 远(1986-) , 女, 硕士研究生, 从事微波烧结制备陶瓷及其应用研究。

联系电话:[1**********];   E-m a i l :l e n o y u a n @163. c o m

·8·热处理技术与装备第32卷

烧结是工频电流流过负载电阻, 电阻把电能转换成热能, 通过对流、辐射、传导方式将热量传递到被烧结的材料, 然后材料通过自身的热传导由表及里升温, 从而达到烧结目的。微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量, 材料在电磁场中的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度, 实现致密化的方法。在微波加热时, 材

[5]

料单位体积所吸收的微波能W , 可以表示为:

W=2πfε′t g 0ε

2

环形器, 其作用主要是引导微波反射回来的能量进入水负载, 保护微波功率源不受大功率反射波的损坏。微波能量以某种模式通过波导传输到微波烧结

腔中, 在腔体电场或磁场最强处放置烧结材料, 使微波源的反射功率最大限度地减小, 从而使材料在此加热点能量利用率最高。监测控制系统包括测温, 测反射以及气体的导入导出等。

(1)

式中f 为微波频率; E 为材料内部的电场强度; ε0为

真空中介电常数; ε′为相对介电常数; t g δ为介电损耗正切值。

当材料吸收微波能后, 它的温度上升速率由下式决定

[5]

:

-122

■T/t=8×10×ε′t g δE /(ρc p )

图1 微波烧结装置结构图

F i g . 1 St r u c t u r e o f m i c r o w a v e s i n t e r i n gd e v i c e

(2)

  微波烧结设备的核心在于烧结腔, 常见的烧结腔有单模腔和多模腔两种。与多模腔相比, 单模加

热腔具有功率密度高、损耗小、温度均匀等特点。在相同输入功率下能建立起更大的电场强度, 能量密度可达10k W/m, 在谐振状态下加热十分迅速

7

3

[6]

式中■T是温度的增量; t 为升温时间; c p 为材料比热容; ρ是材料密度。

上式表明, 影响微波加热的主要因素为电场强度和材料介电性能。在烧结过程中, 电场参量并不直接受温度影响, 而材料的介电性能却随温度有较大变化, 从而影响整个烧结过程。

由于微波烧结材料可内外均匀地整体吸收微波能并被加热, 使得处于微波场中的被烧结物内部的热梯度和热流方向与常规烧结时完全不同。材料吸收微波在大区域内是零梯度, 均匀加热不会引起试样开裂或在试样内形成热应力。某些材料在温度高于临界温度后, 其损耗因子迅速增大, 导致升温极快。这样就降低了烧结温度, 加快了烧结时间, 更重要的是快速烧结可使材料内部形成均匀的细晶结构和较高的致密性, 可以改善材料性能。由于材料内部不同组分对微波的吸收程度不同, 因此可实现有选择性烧结, 制备出具有新型微观结构和优良性能的材料。

2 微波烧结设备

一般的微波烧结装置主要由微波源系统, 微波传输系统, 微波烧结腔和监测控制系统4部分组成。其结构如图1所示:

可长时间连续工作的磁控管, 它将直流电场中取得的直流能量最大限度地转换成微波能量, 储存于谐振腔中, 并通过能量耦合器输出到微波传输系统。微波源的工作频率一般为2. 45G H z , 输出功率。

单模烧结腔以T E 103矩形烧结腔最为常见。其腔体的谐振特性和场分布规律、腔内加载试样时的电场分布规律, 以及影响电场分布的各种因素已研究得比较透彻

[7]

。李鹏飞等

[8]

在T E 103单模腔模型中对

陶瓷试样加热的非线性过程进行了模拟, 分析了微波烧结陶瓷中热失控的现象, 讨论了通过微波功率控制热失控的方法。

3 微波烧结陶瓷的研究现状

随着科学技术的发展, 材料需要在比较苛刻的环境下使用。工业上的应用对材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能要求也越来越严格。陶瓷材料具有优良的高强度、高硬度、高耐磨性和耐蚀性以及低膨胀系数和质量轻等金属材料难以匹敌的特点, 广泛应用于各种材料科学领域。尤其是随着各种透明陶瓷、金属陶瓷、导电陶瓷等的开发应用, 使得陶瓷材料发挥着越来越重要的作用。应用微波加热技术进行陶瓷材料的烧结是一种理想的选择, 各先进国家在陶瓷的微波烧结方面均大量研究工作, 取得了不少有益的进展。3. 1 结构陶瓷的微波烧结

结构陶瓷的种类繁多, 主要分为氧化物陶瓷, 碳

第2期李 远等:微波烧结陶瓷的研究进展

[13~15]

·9·

断改善和提高, 使得陶瓷材料的工程应用取得了长足进步。

3. 1. 1 氧化物陶瓷

A l r O i O 2O 3、Z2、T2及其复合材料等是氧化物陶瓷材料在微波烧结研究中取得了较为成功的效果。C h e n g 等

[9]

出。

3. 1. 2 碳化物陶瓷

碳化物陶瓷的突出特点是高熔点、高硬度, 并且

具有良好的导电和导热性能, 但高温下易氧化, 主要的碳化物陶瓷有S i C 、B 、T i C 、WC 、Zr C 、H f C 、T a C 4C 等。1956年N o r t o n 公司的A l l i e g r o 等

[16]

在制备氧化铝透明陶瓷的过程中, 采用

在S i C 中加

高纯氧化铝粉末做原料, 置于2. 45G H z 、1. 5k W 的

T E g O 的样品, 升温速率为103单模腔中, 没有添加M 500~600℃/mi n , 在1508℃烧结5m i n , 可以看到晶粒明显长大, 晶粒之间存在裂纹。在添加了适量M g O 作为助烧剂的样品中, 升温速率为100℃/mi n , 在1750℃烧结15m i n 能得到致密而透明的A l 2O 3, 晶粒之间看不到裂纹。如果适当延长烧结时间, 在其它条件相同的情况下, A l 2O 3的透明度就更高了, 如图2所示。在微波烧结中易获得晶粒结构均匀、晶粒之间孔隙和裂纹较少的多晶材料。由于气孔和晶界对光线的散射大幅度降低, 提高了多晶陶瓷的透光性, 因此采用微波烧结比常规烧结更容易制备出透明陶瓷

[10]

入各种粉末(A l 、Fe 或其他氧化物) 进行热压, 探索有效烧结促进剂。例如在烧结B 时加入2. 5%的4C C , 在2150℃烧结30m i n , 能够比传统烧结提高致密度达l 7%。自那时以来, 在烧结密度和材料强度等

[17]

方面已取得显著进展。吴占德等研究了空气中B /Si C /Al 混合物在微波加热过程中的反应。确定4C

了B /Si C /Al 混合物能生成良好的致密化样品。4C 烧成的样品由B 基体制成, 气孔由A l 和B 反应4C 4C 生成的产物和空气填充。测出的相包括A l C 、Al 2O 27O , A l l 和A l N 。长宽比大的S i C 晶39N 10N 8O 3、A3B 48C 粒, 在此环境中能否被氧化, 起到增韧填料的作用, 表1是烧结碳化物试样的密度和力学性能。

表1 烧结碳化物试样的密度和力学性能

T a b l e 1 De n s i t y a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f s i n t e r e dc a r b i d e s a m p l e s

材料

B /35%Si C /35%Al 4C (微波烧结) 复合材料B /35%Al (微波烧结) 4C

复合材料整块B (热压烧结) 4C

[18]

。1995年, S c o t t 等

[11]

通过微波烧结

成功地将多晶氧化铝转变为单晶氧化铝。实验过程是将透明的含有微量M g O 的氧化铝置于高纯氢气

中, 在1880℃烧结3~9h , M g O 在此过程中会逐渐蒸发掉。中北大学的马清花等

[12]

研究了添加吸波

体积密度吸水率

3

/g·c m -/%2. 872. 732. 49

1. 20. 9

K H V K 1

1/2

/GP a /MP a ·m 19~2519~2528~33

3. 2~3. 62. 9~3. 22. 4~2. 8

材料S i C 对纳米T i O 2晶型和粒径的影响, 与传统烧

结相比, 微波烧结时间短, 效率提高了2倍以上; 添加吸波材料S i C 烧结纳米T i O S i C 2成型的时间要短; 的添加方式不同, 导致烧结成型的时间也不相同, 制备复合S i C /Ti O i C 铺2粉体的烧结成型时间要比用S 床的方法进行烧结的时间短。二十世纪以来, 微波烧结纳米结构陶瓷材料的研究更趋于成熟, 美国宾州州立大学的研究者们在这方面的研究工作尤为突

  Go l d s t e i n 等以高纯α-S i C 为原料进行微波烧

结, 所得烧结试样密度是理论密度的98%,与常规烧结相比机械性能更为优越

图2 170℃下烧结45m i n 的透明陶瓷的外观图(a ) 和S E M 图片(b )

·10·热处理技术与装备第32卷

3. 1. 3 氮化物陶瓷

氮化物陶瓷的特点是具有相当高的熔点, 具有很好的抗腐蚀性, 有些氮化物陶瓷还具有很高的硬度, 因而得到广泛应用。氮化物陶瓷的缺点是抗氧化能力差。氮化物陶瓷主要有S i N 、Al N 、Ti 和3N 4、B塞隆(S i a l o n ) 陶瓷等。S r e e k u m a r 等使用高纯的α-S i i Y O r O 3N 4为原料, L 2、Z2为助烧剂, 置于频率为2. 45G H z , 最高功率为3k W 的微波设备中烧结, 结果显示S i 的低温下由α相转变成β3N 4在1500℃

相, 这是由于微波的选择性加热导致玻璃相粘性降低的结果。并且陶瓷的断裂韧性和硬度随着烧结温度的升高有所提高。图2的S E M 微结构图象中显示了大量伸长的β-S i 3N 4晶粒。这些具有高方向取向的β-S i 3N 4在呈锯齿状裂纹的延伸处会相互连接和穿插。C h e n g 等运用微波法烧结A 1N 陶瓷, 以微

量的Y 下保温30m i n , 密度2O 3为助烧剂, 在1900℃高达99. 5%。中南大学的卢斌等进行了A l N 透明陶瓷的低温微波烧结研究, 在不添加任何烧结助剂的前提下, 采用高纯微米级A l N 粉末, 在1700℃保温2h 的微波低温烧结工艺条件下制备出透明度较高的A 1N 透明陶瓷。3. 2 功能陶瓷的微波烧结

一般而言, 凡具有某种功能(光、电、磁、声、热、力学、生物、化学功能等) 的精细陶瓷, 称为功能陶瓷。为了发挥陶瓷有价值的功能, 必须精选原料, 通过精密调配化学组成和严格控制制造工艺进行陶瓷合成, 把经过这些过程制备的陶瓷称为精细陶瓷; 由于它具有某种(或数种) 特定的功能, 故又称之为功能陶瓷。功能陶瓷可分为电功能陶瓷、磁功能陶瓷、光功能陶瓷、生物及化学功能陶瓷等。比如羟基磷灰石是一种典型的生物活性陶瓷, 为了使其致密化, 张志成等

[22]

[21]

[20]

[19]

致密度高、粒径小及颗粒均匀, 线性热扩散系数及介电性能都比用常规烧结的B S T 要好, 且合成和烧结时间大大缩短。L i u 等用微波水热合成P Z T 压电陶瓷粉末, 合成粉体的粒径在40~60n m 间, 且粒径尺寸分布比较窄。李俊等

[26]

[25]

采用微波高温烧结炉

对N i -Z n 铁氧体软磁材料进行了公斤级烧结工艺研究, 在烧结时间大大缩短的同时获得了与常规烧结相同的性能。

表2 Ba r i O B S T ) 陶瓷常规和微波烧结的结构和介电参数0. 95S 0. 05T 3(T a b l e 2 St r u c t u r e a n d d i e l e c t r i cp a r a m e t e r o f B a r i O B S T ) 0. 95S 0. 05T 3(

c e r a m i c i nc o n v e n t i o n a l a n dm i c r o w a v es i n t e r i n g 参数

c

a c /a体积孔隙率介电常数耗损因数热膨胀系数α

3

%ε' t a n δ℃

常规烧结4. 01763. 98041. 009363. 65376 1350    0. 0349 0. 0014

微波烧结4. 0276

3. 99861. 007364. 39823  1450    0. 0217 0. 00129

4 结束语

微波烧结技术已成了当前材料界的研究热点之一, 虽然离大规模的工业应用尚有距离, 但已引发了

一场烧结技术革命。随着相关科学技术的进一步发展, 微波烧结技术中存在的问题定会逐步得到解决。特别是微波与材料的相互作用机理尚不明确, 微波烧结的工艺参数, 包括微波功率、频率、加热时间以及辅助加热装置的设计等都需进一步研究。烧结过程中涉及的电磁场、固体电介质, 材料本身的介电参数测定还有待完善。但是微波烧结已经展现出常规技术无法比拟的优点, 它在陶瓷烧结、陶瓷基复合材料以及金属陶瓷、金属基复合材料等方面的应用有着十分诱人的前景。

进行了纳米羟基磷灰石微波烧结研究。

试样于1100℃下, 在短至30m i n 内就能轻易烧结,

密度达到理论值的97%。致密化后得到的晶体材料仍能保持纳米级尺寸。周洁等

[23]

采用微波烧结方

[1] 陈舰, 叶君怡. 微波加热技术的应用-微波烧结陶瓷材

料[J ]. 东莞理工学院学报, 2005, 12(1) :92-95. [2] 艾云龙, 刘书红, 刘长虹等. 陶瓷材料的微波烧结及研

究进展[J ]. 热处理技术与装备, 2008, 29(3) :1-4. [3] 刘继胜. 微波烧结工作原理及工业应用研究[J ]. 机电

产品开发与创新, 2007, 209(2) :20-24.

[4] 刘平安, 王慧, 程小苏等. 陶瓷的微波烧结及现状研究

[J ]. 中国陶瓷, 2005, 41(4) :5-9.

[5] 郭瑞松, 蔡苏, 季惠明等. 工程结构陶瓷[M ]. 天津:天

2002.

法制备了结构均匀致密度好的T C P /TT C P 复合磷酸

钙生物陶瓷材料。烧结温度对生物陶瓷材料中的主晶相(H A 相) 形成有一定的影响。1200℃微波烧结, H A 相稳定存在, 陶瓷具有良好的表面生物活性。浸泡溶液的p H 值变化幅度小(在7. 40~7. 72之间) , 接近中性。

T h a k u r 等

[24]

对B a r i O B S T ) 的微波合0. 95S 0. 05T 3(

,

第2期李 远等:微波烧结陶瓷的研究进展·11·

[6] 金昌顺, 陈利祥, 张继勇. 单模烧结腔内电磁场分布的

H F S S 仿真[J ]. 青岛大学学报, 2008, 21(3) :49-53. [7] 刘繁, 汪建华. T E 103单模谐振腔的计算模拟及优化

[J ]. 武汉工程大学学报, 2009, 31(3) :56-60. [8] 李鹏飞, 谢扩军. 微波陶瓷加热的数值模拟[J ]. 材料导

报, 2009, 23(11A ) :100-104.

[9] Ch e n g J P , A g r a w a l D , Z h a n g Y He t a l . M i c r o w a v eS i n t e -r i n go f t r a n s p a r e n t a l u m i n a [J ]. M a t e r i a l sL e t t e r s , 2002, 56:587-590.

[10] F a n g Y , R o y R , A g r a w a l DKe t a l . T r a n s p a r e n t M u l l i t e C e -r a m i c s f r o m D i p h a s i cA e r o g e l sb yM i c r o w a v ea n dC o v e n -t i o n a l P r o c e s s i n g [J ]. M a t e r i a l s L e t t e r s , 1996, 28(1-3) :11-15.

[11] Y a n gQ , Z e n gZJ , X uJ e t a l . E f f e c t o f L a nM i c r o -2O 3o

s t r u c t u r ea n dT r a n s m i t t a n c eo f T r a n s p a r e n t A l u m i n aC e -r a m i c s [J ]. J o u r n a l o f R a r e E a r t h s , 2006, 24(1) :72-76. [12] 马清花, 柴涛, 张文笛. 吸波材料S i C 对微波烧结纳米

T i O ]. 中北大学学报, 2008, 29(4) :361-2的影响[J 365.

[13] F a n gY , A g r a w a l D , S k a n d a nG e t a l . F a b r i c a t i o n o f t r a n s -l u c e n t M g O c e r a m i c su s i n gn a n o p o w -d e r s[J ]. M a t e r i a l s L e t t e r s , 2004, 58:551-555.

[14] J a i nM , S k a n d a nG , S i n g h a l Ae t a l . P r o c e s s i n g o f n a n o p -o w d e r s i n t o t r a n s p a r e n t c e r a m i c s f o r i n f r a r e dw i n d o w s [J ]. P r o c e e d i n g o f S P I E , 2003, 5078:189-193.

[15] N o w a kJD , B a r r yC a r t e r B . F o r m i n gc o n t a c t sa n dg r a i n

b o u n d a r i e sb e t w e e nM g O n a n o p a r t i c l e s[J ]. J o u m a lo f E l e c t r o c e r a m i c s , 2009, 44(9) :2408-2412.

[16] 张玉军, 张伟儒. 结构陶瓷材料及其应用[M ]. 北京:化

学工业出版社, 2005.

[17] 吴占德, 王晓阳. B C -S i C -A l 混合物快速微波反应形成4

的碳化物复合材料[J ]. 耐火与石灰, 2010, 35(2) :60-64.

[18] G o l d s t e i nA , K a p l a nW D , s i n g u r i n d i A . L i q u i da s s i s t e d

s i n t e r i n g o f S i Cp o w d e r s b y M W(2. 45G H z )h e a t i n g [J ]. J o u r n a l o f E u r o p e a nC e r a m i cS o c i e t y , 2002, 22(11) 1891-1903.

[19] S r e e k u m a r C , D a v i dA . M i c r o w a v e s i n t e r i n go f S i i t h 3N 4w

L i Y O n dZ r O s s i n t e r i n ga d d i t i v e s [J ]. M a t e r i a l s a n d 2a 2a D e s i g n , 2010, 31:1559-1563.

[20] C h e n gY H , L i nCN , C h u n gSL . M i c r o w a v e s i n t e r i n g o f

A l Np o w d e r s y n t h e s i z e db ya S H S m e t h o d[J ]. J o u r n a l o f E u r o p e a nC e r a m i c S o c i e t y , 2007, 27(1) :343-347. [21] 卢斌, 赵桂洁, 彭虎等. 微波低温烧结制备氮化透明陶

瓷[J ]. 无机材料学报, 2006, 21(6) :1501-1505. [22] 张志成, 张小珍, 王裕芳. 纳米羟基磷灰石生物陶瓷的

微波烧结[J ]. 山东陶瓷, 2003, 26(1) :22-26. [23] 周洁, 高金睿, 王志强等. 微波烧结法制备T C P /TT C P

复合生物陶瓷材料的研究[J ]. 硅酸盐通报, 2009, 28(3) :495-499.

[24] T h a k u r OP , P r a k a s hC , A g r a w a l DK . M i c r o w a v e s y n t h e s i s

a n ds i n t e f i n go f B a r i O ]. M a t e r i a l sL e t t e r s , 0. 95S 0. 05T 3[J 2002, 56(6) :970-974.

[25] L i u HX , D e n g H . Y a nL i . M i c r o w a v e h y d r o t h e r m a l s y n t h e -s i s P Z To f n a n o m e t e r c r y s t a l [J ]. J o u r n a l o f M a t e r i a l s S c i -e n c e &T e c h n o l o g y , 2004, 20(5) :637-641.

[26] 李俊, 冷观武, 文俊翔等. 微波烧结铁氧体软磁材料的

初步研究[J ]. 磁性材料及器件, 2004, 35(4) :30-34.

(上接第06页)

[21] Er n s t F , C a o Y , M i c h a l GM , H e u e r AH . C a r b i d e p r e -c i p i t a t i o ni na u s t e n i t i cs t a i n l e s ss t e e l c a r b u r i z e da t l o w t e m p e r a t u r e [J ].A c t aM a t e r i a l i a , 2007, 55:1895-1906.

[22] 吕爱强, 刘春明, 刘刚. 表面机械研磨316L 不锈钢诱

导表层纳米化[J ]. 东北大学学报(自然科学版) , 2004, 25(9) .

[23] 张洪旺, 刘刚, 黑祖昆, 吕坚, 卢柯. 表面机械研磨诱导

A I S I 304不锈钢表层纳米化Ⅱ. 晶粒细化机理[J ]. 金属学报, 2003, 39(4) .

[24] 张洪旺, 刘刚, 黑祖昆, 吕坚, 卢柯. 表面机械研磨诱导

A I S I 304不锈钢表层纳米化Ⅰ. 组织与性能[J ]. 金属学报, 2003, 39(4).

[25] 敖先权, 王华, 魏永刚. 熔融碱金属碳酸盐特性及其在

能源转换技术中的应用[J ]. 化工进展, 2007, 26(10) :1385.

第32卷第2期2011年4月热处理技术与装备

R E C H U L I J I S H UY UZ H U A N G B E I V o l . 32, N o . 2

A p r , 2011

·综  述·

微波烧结陶瓷的研究进展

李 远, 汪建华, 熊礼威, 刘 繁

(武汉工程大学材料科学与工程学院等离子体化学与新材料重点实验室, 湖北武汉 430073) 摘 要:微波烧结法是目前制备高性能陶瓷材料的一种理想方法。本文介绍了微波烧结的基本原理、特点以及微波烧结设备的基本构造和发展状况; 全面综述了微波烧结法在各种高性能陶瓷材料制备过程中的应用进展, 列举了运用微波烧结法制备的各种高性能陶瓷实例, 阐述了微波烧结技术的现有问题, 并展望了陶瓷材料微波烧结的发展方向。

关键词:微波烧结; 陶瓷; 研究进展

中图分类号: TF 124. 5 文献标识码: A   文章编号:1673-4971(2011) 02-0007-05

R e s e a r c ho f Mi c o w a v e S i n t e r e d C e r e m i c Ma t e r i a l s

L I Y u a n , W A N GJ i a n g -h u a , X I O N GL i -w e i , L I UF a n

(K e y L a b o r a t o r y o f P l a s m a C h e m i s t r y &A d v a n c e d M a t e r i a l s , W u h a n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,

W u h a n H u b e i 430073, C h i n a ) A b s t r a c t :M i c o w a v e s i n t e r i n g i s a n i d e a m e t h o d t o p r e p a r e h i g h q u a l i t y c e r a m i c m a t e r i a l s . I n t h i s p a p e r , t h e b a s i c p r i n c i p l e s , c h a r a c t e r i s t i c s , t h e b a s i c s t r u c t u r e a n d d e v e l o p m e n t o f M i c o w a v e s i n t e r i n g e q u i p m e n t s a r e i n t r o d u c e d . T h e a p p l i c a t i o n p r o g r e s s o f m i c w a v e s i n t e r i n g d u r i n g t h e p r e p a r a t i o n p r o c e s s o f h i g hp e r -f o r m a n c e c e r a m i c m a t e r i a l s i s s u m m e d . T h e e x a m p l e s o f h i g h p e r f o r m a n c e c e r a m i c m a t e r i a l s p r e p a r a e d b y

t h e m i c w a v e s i n t e r i n g a r e l i s t e d . T h e c u r r e n t p r o b l e m s o f m i c r o w a v e s i n t e r i n g t e c h n o l o g y a r e d e s c r i b e d , a n d t h e d e v e l o p m e n t o f m i c o w a v e s i n t e r i n g c e r e m i c s i s p r o s p e c t e d . K e y w o r d s :m i c r o w a v e s i n t e r i n g ; c e r a m i c ; r e s e a r c h

0 引言

微波烧结作为一种材料烧结工艺被誉为“新一代烧结技术”。材料的微波烧结始于20世纪60年代中期, L e v i n s o n 和T i n g a 首先提出陶瓷材料的微波烧结

[1]

微波传输理论, 微波烧结装置系统优化设计, 材

料烧结工艺和性能测试, 材料与微波交互作用机制以及电磁场和温度场计算机数值模拟等都得到了深

[3]

入的研究, 并成功地制备出了S i O 、A12O 2、B4C 3、T i O r O n O 、A l N 等陶瓷材料及陶瓷复合材2、Z2、Z 料

[4]

, 随着微波原理及其与材料相互作用机理研

究的不断深入, 加上各发达国家对这项技术的大力

支持, 微波烧结技术已经取得长足的进步。我国对微波烧结技术的研究由武汉工业大学在1988年率先将其应用于材料烧结, 也在此时将其纳入“863计划”

[2]

。目前, 微波烧结已经进入产业化阶段, 美国已

[3]

具有生产微波连续烧结设备的能力术界也在向产业化方向发展。1 微波烧结的原理与特点

, 我国相关学

, 目前已经取得了很大的进展。

微波烧结原理与常规烧结有着本质区别。常规

收稿日期:2010-11-13

作者简介:李 远(1986-) , 女, 硕士研究生, 从事微波烧结制备陶瓷及其应用研究。

联系电话:[1**********];   E-m a i l :l e n o y u a n @163. c o m

·8·热处理技术与装备第32卷

烧结是工频电流流过负载电阻, 电阻把电能转换成热能, 通过对流、辐射、传导方式将热量传递到被烧结的材料, 然后材料通过自身的热传导由表及里升温, 从而达到烧结目的。微波烧结是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量, 材料在电磁场中的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度, 实现致密化的方法。在微波加热时, 材

[5]

料单位体积所吸收的微波能W , 可以表示为:

W=2πfε′t g 0ε

2

环形器, 其作用主要是引导微波反射回来的能量进入水负载, 保护微波功率源不受大功率反射波的损坏。微波能量以某种模式通过波导传输到微波烧结

腔中, 在腔体电场或磁场最强处放置烧结材料, 使微波源的反射功率最大限度地减小, 从而使材料在此加热点能量利用率最高。监测控制系统包括测温, 测反射以及气体的导入导出等。

(1)

式中f 为微波频率; E 为材料内部的电场强度; ε0为

真空中介电常数; ε′为相对介电常数; t g δ为介电损耗正切值。

当材料吸收微波能后, 它的温度上升速率由下式决定

[5]

:

-122

■T/t=8×10×ε′t g δE /(ρc p )

图1 微波烧结装置结构图

F i g . 1 St r u c t u r e o f m i c r o w a v e s i n t e r i n gd e v i c e

(2)

  微波烧结设备的核心在于烧结腔, 常见的烧结腔有单模腔和多模腔两种。与多模腔相比, 单模加

热腔具有功率密度高、损耗小、温度均匀等特点。在相同输入功率下能建立起更大的电场强度, 能量密度可达10k W/m, 在谐振状态下加热十分迅速

7

3

[6]

式中■T是温度的增量; t 为升温时间; c p 为材料比热容; ρ是材料密度。

上式表明, 影响微波加热的主要因素为电场强度和材料介电性能。在烧结过程中, 电场参量并不直接受温度影响, 而材料的介电性能却随温度有较大变化, 从而影响整个烧结过程。

由于微波烧结材料可内外均匀地整体吸收微波能并被加热, 使得处于微波场中的被烧结物内部的热梯度和热流方向与常规烧结时完全不同。材料吸收微波在大区域内是零梯度, 均匀加热不会引起试样开裂或在试样内形成热应力。某些材料在温度高于临界温度后, 其损耗因子迅速增大, 导致升温极快。这样就降低了烧结温度, 加快了烧结时间, 更重要的是快速烧结可使材料内部形成均匀的细晶结构和较高的致密性, 可以改善材料性能。由于材料内部不同组分对微波的吸收程度不同, 因此可实现有选择性烧结, 制备出具有新型微观结构和优良性能的材料。

2 微波烧结设备

一般的微波烧结装置主要由微波源系统, 微波传输系统, 微波烧结腔和监测控制系统4部分组成。其结构如图1所示:

可长时间连续工作的磁控管, 它将直流电场中取得的直流能量最大限度地转换成微波能量, 储存于谐振腔中, 并通过能量耦合器输出到微波传输系统。微波源的工作频率一般为2. 45G H z , 输出功率。

单模烧结腔以T E 103矩形烧结腔最为常见。其腔体的谐振特性和场分布规律、腔内加载试样时的电场分布规律, 以及影响电场分布的各种因素已研究得比较透彻

[7]

。李鹏飞等

[8]

在T E 103单模腔模型中对

陶瓷试样加热的非线性过程进行了模拟, 分析了微波烧结陶瓷中热失控的现象, 讨论了通过微波功率控制热失控的方法。

3 微波烧结陶瓷的研究现状

随着科学技术的发展, 材料需要在比较苛刻的环境下使用。工业上的应用对材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能要求也越来越严格。陶瓷材料具有优良的高强度、高硬度、高耐磨性和耐蚀性以及低膨胀系数和质量轻等金属材料难以匹敌的特点, 广泛应用于各种材料科学领域。尤其是随着各种透明陶瓷、金属陶瓷、导电陶瓷等的开发应用, 使得陶瓷材料发挥着越来越重要的作用。应用微波加热技术进行陶瓷材料的烧结是一种理想的选择, 各先进国家在陶瓷的微波烧结方面均大量研究工作, 取得了不少有益的进展。3. 1 结构陶瓷的微波烧结

结构陶瓷的种类繁多, 主要分为氧化物陶瓷, 碳

第2期李 远等:微波烧结陶瓷的研究进展

[13~15]

·9·

断改善和提高, 使得陶瓷材料的工程应用取得了长足进步。

3. 1. 1 氧化物陶瓷

A l r O i O 2O 3、Z2、T2及其复合材料等是氧化物陶瓷材料在微波烧结研究中取得了较为成功的效果。C h e n g 等

[9]

出。

3. 1. 2 碳化物陶瓷

碳化物陶瓷的突出特点是高熔点、高硬度, 并且

具有良好的导电和导热性能, 但高温下易氧化, 主要的碳化物陶瓷有S i C 、B 、T i C 、WC 、Zr C 、H f C 、T a C 4C 等。1956年N o r t o n 公司的A l l i e g r o 等

[16]

在制备氧化铝透明陶瓷的过程中, 采用

在S i C 中加

高纯氧化铝粉末做原料, 置于2. 45G H z 、1. 5k W 的

T E g O 的样品, 升温速率为103单模腔中, 没有添加M 500~600℃/mi n , 在1508℃烧结5m i n , 可以看到晶粒明显长大, 晶粒之间存在裂纹。在添加了适量M g O 作为助烧剂的样品中, 升温速率为100℃/mi n , 在1750℃烧结15m i n 能得到致密而透明的A l 2O 3, 晶粒之间看不到裂纹。如果适当延长烧结时间, 在其它条件相同的情况下, A l 2O 3的透明度就更高了, 如图2所示。在微波烧结中易获得晶粒结构均匀、晶粒之间孔隙和裂纹较少的多晶材料。由于气孔和晶界对光线的散射大幅度降低, 提高了多晶陶瓷的透光性, 因此采用微波烧结比常规烧结更容易制备出透明陶瓷

[10]

入各种粉末(A l 、Fe 或其他氧化物) 进行热压, 探索有效烧结促进剂。例如在烧结B 时加入2. 5%的4C C , 在2150℃烧结30m i n , 能够比传统烧结提高致密度达l 7%。自那时以来, 在烧结密度和材料强度等

[17]

方面已取得显著进展。吴占德等研究了空气中B /Si C /Al 混合物在微波加热过程中的反应。确定4C

了B /Si C /Al 混合物能生成良好的致密化样品。4C 烧成的样品由B 基体制成, 气孔由A l 和B 反应4C 4C 生成的产物和空气填充。测出的相包括A l C 、Al 2O 27O , A l l 和A l N 。长宽比大的S i C 晶39N 10N 8O 3、A3B 48C 粒, 在此环境中能否被氧化, 起到增韧填料的作用, 表1是烧结碳化物试样的密度和力学性能。

表1 烧结碳化物试样的密度和力学性能

T a b l e 1 De n s i t y a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f s i n t e r e dc a r b i d e s a m p l e s

材料

B /35%Si C /35%Al 4C (微波烧结) 复合材料B /35%Al (微波烧结) 4C

复合材料整块B (热压烧结) 4C

[18]

。1995年, S c o t t 等

[11]

通过微波烧结

成功地将多晶氧化铝转变为单晶氧化铝。实验过程是将透明的含有微量M g O 的氧化铝置于高纯氢气

中, 在1880℃烧结3~9h , M g O 在此过程中会逐渐蒸发掉。中北大学的马清花等

[12]

研究了添加吸波

体积密度吸水率

3

/g·c m -/%2. 872. 732. 49

1. 20. 9

K H V K 1

1/2

/GP a /MP a ·m 19~2519~2528~33

3. 2~3. 62. 9~3. 22. 4~2. 8

材料S i C 对纳米T i O 2晶型和粒径的影响, 与传统烧

结相比, 微波烧结时间短, 效率提高了2倍以上; 添加吸波材料S i C 烧结纳米T i O S i C 2成型的时间要短; 的添加方式不同, 导致烧结成型的时间也不相同, 制备复合S i C /Ti O i C 铺2粉体的烧结成型时间要比用S 床的方法进行烧结的时间短。二十世纪以来, 微波烧结纳米结构陶瓷材料的研究更趋于成熟, 美国宾州州立大学的研究者们在这方面的研究工作尤为突

  Go l d s t e i n 等以高纯α-S i C 为原料进行微波烧

结, 所得烧结试样密度是理论密度的98%,与常规烧结相比机械性能更为优越

图2 170℃下烧结45m i n 的透明陶瓷的外观图(a ) 和S E M 图片(b )

·10·热处理技术与装备第32卷

3. 1. 3 氮化物陶瓷

氮化物陶瓷的特点是具有相当高的熔点, 具有很好的抗腐蚀性, 有些氮化物陶瓷还具有很高的硬度, 因而得到广泛应用。氮化物陶瓷的缺点是抗氧化能力差。氮化物陶瓷主要有S i N 、Al N 、Ti 和3N 4、B塞隆(S i a l o n ) 陶瓷等。S r e e k u m a r 等使用高纯的α-S i i Y O r O 3N 4为原料, L 2、Z2为助烧剂, 置于频率为2. 45G H z , 最高功率为3k W 的微波设备中烧结, 结果显示S i 的低温下由α相转变成β3N 4在1500℃

相, 这是由于微波的选择性加热导致玻璃相粘性降低的结果。并且陶瓷的断裂韧性和硬度随着烧结温度的升高有所提高。图2的S E M 微结构图象中显示了大量伸长的β-S i 3N 4晶粒。这些具有高方向取向的β-S i 3N 4在呈锯齿状裂纹的延伸处会相互连接和穿插。C h e n g 等运用微波法烧结A 1N 陶瓷, 以微

量的Y 下保温30m i n , 密度2O 3为助烧剂, 在1900℃高达99. 5%。中南大学的卢斌等进行了A l N 透明陶瓷的低温微波烧结研究, 在不添加任何烧结助剂的前提下, 采用高纯微米级A l N 粉末, 在1700℃保温2h 的微波低温烧结工艺条件下制备出透明度较高的A 1N 透明陶瓷。3. 2 功能陶瓷的微波烧结

一般而言, 凡具有某种功能(光、电、磁、声、热、力学、生物、化学功能等) 的精细陶瓷, 称为功能陶瓷。为了发挥陶瓷有价值的功能, 必须精选原料, 通过精密调配化学组成和严格控制制造工艺进行陶瓷合成, 把经过这些过程制备的陶瓷称为精细陶瓷; 由于它具有某种(或数种) 特定的功能, 故又称之为功能陶瓷。功能陶瓷可分为电功能陶瓷、磁功能陶瓷、光功能陶瓷、生物及化学功能陶瓷等。比如羟基磷灰石是一种典型的生物活性陶瓷, 为了使其致密化, 张志成等

[22]

[21]

[20]

[19]

致密度高、粒径小及颗粒均匀, 线性热扩散系数及介电性能都比用常规烧结的B S T 要好, 且合成和烧结时间大大缩短。L i u 等用微波水热合成P Z T 压电陶瓷粉末, 合成粉体的粒径在40~60n m 间, 且粒径尺寸分布比较窄。李俊等

[26]

[25]

采用微波高温烧结炉

对N i -Z n 铁氧体软磁材料进行了公斤级烧结工艺研究, 在烧结时间大大缩短的同时获得了与常规烧结相同的性能。

表2 Ba r i O B S T ) 陶瓷常规和微波烧结的结构和介电参数0. 95S 0. 05T 3(T a b l e 2 St r u c t u r e a n d d i e l e c t r i cp a r a m e t e r o f B a r i O B S T ) 0. 95S 0. 05T 3(

c e r a m i c i nc o n v e n t i o n a l a n dm i c r o w a v es i n t e r i n g 参数

c

a c /a体积孔隙率介电常数耗损因数热膨胀系数α

3

%ε' t a n δ℃

常规烧结4. 01763. 98041. 009363. 65376 1350    0. 0349 0. 0014

微波烧结4. 0276

3. 99861. 007364. 39823  1450    0. 0217 0. 00129

4 结束语

微波烧结技术已成了当前材料界的研究热点之一, 虽然离大规模的工业应用尚有距离, 但已引发了

一场烧结技术革命。随着相关科学技术的进一步发展, 微波烧结技术中存在的问题定会逐步得到解决。特别是微波与材料的相互作用机理尚不明确, 微波烧结的工艺参数, 包括微波功率、频率、加热时间以及辅助加热装置的设计等都需进一步研究。烧结过程中涉及的电磁场、固体电介质, 材料本身的介电参数测定还有待完善。但是微波烧结已经展现出常规技术无法比拟的优点, 它在陶瓷烧结、陶瓷基复合材料以及金属陶瓷、金属基复合材料等方面的应用有着十分诱人的前景。

进行了纳米羟基磷灰石微波烧结研究。

试样于1100℃下, 在短至30m i n 内就能轻易烧结,

密度达到理论值的97%。致密化后得到的晶体材料仍能保持纳米级尺寸。周洁等

[23]

采用微波烧结方

[1] 陈舰, 叶君怡. 微波加热技术的应用-微波烧结陶瓷材

料[J ]. 东莞理工学院学报, 2005, 12(1) :92-95. [2] 艾云龙, 刘书红, 刘长虹等. 陶瓷材料的微波烧结及研

究进展[J ]. 热处理技术与装备, 2008, 29(3) :1-4. [3] 刘继胜. 微波烧结工作原理及工业应用研究[J ]. 机电

产品开发与创新, 2007, 209(2) :20-24.

[4] 刘平安, 王慧, 程小苏等. 陶瓷的微波烧结及现状研究

[J ]. 中国陶瓷, 2005, 41(4) :5-9.

[5] 郭瑞松, 蔡苏, 季惠明等. 工程结构陶瓷[M ]. 天津:天

2002.

法制备了结构均匀致密度好的T C P /TT C P 复合磷酸

钙生物陶瓷材料。烧结温度对生物陶瓷材料中的主晶相(H A 相) 形成有一定的影响。1200℃微波烧结, H A 相稳定存在, 陶瓷具有良好的表面生物活性。浸泡溶液的p H 值变化幅度小(在7. 40~7. 72之间) , 接近中性。

T h a k u r 等

[24]

对B a r i O B S T ) 的微波合0. 95S 0. 05T 3(

,

第2期李 远等:微波烧结陶瓷的研究进展·11·

[6] 金昌顺, 陈利祥, 张继勇. 单模烧结腔内电磁场分布的

H F S S 仿真[J ]. 青岛大学学报, 2008, 21(3) :49-53. [7] 刘繁, 汪建华. T E 103单模谐振腔的计算模拟及优化

[J ]. 武汉工程大学学报, 2009, 31(3) :56-60. [8] 李鹏飞, 谢扩军. 微波陶瓷加热的数值模拟[J ]. 材料导

报, 2009, 23(11A ) :100-104.

[9] Ch e n g J P , A g r a w a l D , Z h a n g Y He t a l . M i c r o w a v eS i n t e -r i n go f t r a n s p a r e n t a l u m i n a [J ]. M a t e r i a l sL e t t e r s , 2002, 56:587-590.

[10] F a n g Y , R o y R , A g r a w a l DKe t a l . T r a n s p a r e n t M u l l i t e C e -r a m i c s f r o m D i p h a s i cA e r o g e l sb yM i c r o w a v ea n dC o v e n -t i o n a l P r o c e s s i n g [J ]. M a t e r i a l s L e t t e r s , 1996, 28(1-3) :11-15.

[11] Y a n gQ , Z e n gZJ , X uJ e t a l . E f f e c t o f L a nM i c r o -2O 3o

s t r u c t u r ea n dT r a n s m i t t a n c eo f T r a n s p a r e n t A l u m i n aC e -r a m i c s [J ]. J o u r n a l o f R a r e E a r t h s , 2006, 24(1) :72-76. [12] 马清花, 柴涛, 张文笛. 吸波材料S i C 对微波烧结纳米

T i O ]. 中北大学学报, 2008, 29(4) :361-2的影响[J 365.

[13] F a n gY , A g r a w a l D , S k a n d a nG e t a l . F a b r i c a t i o n o f t r a n s -l u c e n t M g O c e r a m i c su s i n gn a n o p o w -d e r s[J ]. M a t e r i a l s L e t t e r s , 2004, 58:551-555.

[14] J a i nM , S k a n d a nG , S i n g h a l Ae t a l . P r o c e s s i n g o f n a n o p -o w d e r s i n t o t r a n s p a r e n t c e r a m i c s f o r i n f r a r e dw i n d o w s [J ]. P r o c e e d i n g o f S P I E , 2003, 5078:189-193.

[15] N o w a kJD , B a r r yC a r t e r B . F o r m i n gc o n t a c t sa n dg r a i n

b o u n d a r i e sb e t w e e nM g O n a n o p a r t i c l e s[J ]. J o u m a lo f E l e c t r o c e r a m i c s , 2009, 44(9) :2408-2412.

[16] 张玉军, 张伟儒. 结构陶瓷材料及其应用[M ]. 北京:化

学工业出版社, 2005.

[17] 吴占德, 王晓阳. B C -S i C -A l 混合物快速微波反应形成4

的碳化物复合材料[J ]. 耐火与石灰, 2010, 35(2) :60-64.

[18] G o l d s t e i nA , K a p l a nW D , s i n g u r i n d i A . L i q u i da s s i s t e d

s i n t e r i n g o f S i Cp o w d e r s b y M W(2. 45G H z )h e a t i n g [J ]. J o u r n a l o f E u r o p e a nC e r a m i cS o c i e t y , 2002, 22(11) 1891-1903.

[19] S r e e k u m a r C , D a v i dA . M i c r o w a v e s i n t e r i n go f S i i t h 3N 4w

L i Y O n dZ r O s s i n t e r i n ga d d i t i v e s [J ]. M a t e r i a l s a n d 2a 2a D e s i g n , 2010, 31:1559-1563.

[20] C h e n gY H , L i nCN , C h u n gSL . M i c r o w a v e s i n t e r i n g o f

A l Np o w d e r s y n t h e s i z e db ya S H S m e t h o d[J ]. J o u r n a l o f E u r o p e a nC e r a m i c S o c i e t y , 2007, 27(1) :343-347. [21] 卢斌, 赵桂洁, 彭虎等. 微波低温烧结制备氮化透明陶

瓷[J ]. 无机材料学报, 2006, 21(6) :1501-1505. [22] 张志成, 张小珍, 王裕芳. 纳米羟基磷灰石生物陶瓷的

微波烧结[J ]. 山东陶瓷, 2003, 26(1) :22-26. [23] 周洁, 高金睿, 王志强等. 微波烧结法制备T C P /TT C P

复合生物陶瓷材料的研究[J ]. 硅酸盐通报, 2009, 28(3) :495-499.

[24] T h a k u r OP , P r a k a s hC , A g r a w a l DK . M i c r o w a v e s y n t h e s i s

a n ds i n t e f i n go f B a r i O ]. M a t e r i a l sL e t t e r s , 0. 95S 0. 05T 3[J 2002, 56(6) :970-974.

[25] L i u HX , D e n g H . Y a nL i . M i c r o w a v e h y d r o t h e r m a l s y n t h e -s i s P Z To f n a n o m e t e r c r y s t a l [J ]. J o u r n a l o f M a t e r i a l s S c i -e n c e &T e c h n o l o g y , 2004, 20(5) :637-641.

[26] 李俊, 冷观武, 文俊翔等. 微波烧结铁氧体软磁材料的

初步研究[J ]. 磁性材料及器件, 2004, 35(4) :30-34.

(上接第06页)

[21] Er n s t F , C a o Y , M i c h a l GM , H e u e r AH . C a r b i d e p r e -c i p i t a t i o ni na u s t e n i t i cs t a i n l e s ss t e e l c a r b u r i z e da t l o w t e m p e r a t u r e [J ].A c t aM a t e r i a l i a , 2007, 55:1895-1906.

[22] 吕爱强, 刘春明, 刘刚. 表面机械研磨316L 不锈钢诱

导表层纳米化[J ]. 东北大学学报(自然科学版) , 2004, 25(9) .

[23] 张洪旺, 刘刚, 黑祖昆, 吕坚, 卢柯. 表面机械研磨诱导

A I S I 304不锈钢表层纳米化Ⅱ. 晶粒细化机理[J ]. 金属学报, 2003, 39(4) .

[24] 张洪旺, 刘刚, 黑祖昆, 吕坚, 卢柯. 表面机械研磨诱导

A I S I 304不锈钢表层纳米化Ⅰ. 组织与性能[J ]. 金属学报, 2003, 39(4).

[25] 敖先权, 王华, 魏永刚. 熔融碱金属碳酸盐特性及其在

能源转换技术中的应用[J ]. 化工进展, 2007, 26(10) :1385.


相关文章

  • 先进陶瓷材料研究现状及发展趋势
  • 先进陶瓷材料研究现状及发展趋势 概述:结构陶瓷和功能陶瓷,结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷,它具有高强度.高硬度.高弹性模量.耐高温.耐磨损.抗热震等特性:结构陶瓷大致分为氧化物系.非氧化物系和结构用陶瓷基复合材料.功能陶瓷是指具有 ...查看


  • 致密羟基磷灰石生物陶瓷的制备
  • 致密羟基磷灰石生物 陶瓷的制备 专业: 学号: 姓名: 一.引言 生物陶瓷材料以其良好的生物亲和性在世界范围内引起广泛重视.生物陶瓷作为硬组织的代用材料,主要分为生物惰性和生物活性两大类.羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,简称HA ...查看


  • 氮化铝陶瓷生产关键技术研究现状
  • 第34卷第3期兵器材料科学与工程 Vol.34No.3DOI:CNKI:33-1331/TJ.20110504.1347.001网络出版时间:2011-05-0413:47网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/de ...查看


  • 金属基陶瓷颗粒增强复合材料的制备方法
  • 第29卷 第1期 2008年3月 上海有色金属 SHANGHAINONFERROUSMETALS Vol129 No11Mar. 2008 文章编号:1005-2046(2008)01-0027-05 金属基陶瓷颗粒增强复合材料的制备方法 ...查看


  • 氮化铝陶瓷的微波烧结研究
  • 第17卷第11期 中国有色金属学报 V ol.17 No.11 The Chinese Journal of Nonferrous Metals 2007年11月 Nov. 2007 文章编号:1004-0609(2007)11-1729- ...查看


  • 陶瓷的研究现状与发展展望
  • 陶瓷的研究现状与发展展望 陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料. 它具有高熔点.高硬度.高耐磨性.耐氧化等优点. 可用作结构材料.刀具材料, 由于陶瓷还具有某些特殊的性能, 又可作为功能材料. 分类: 普通 ...查看


  • 上交的导论论文
  • 陶瓷材料 论 文 题 目:对介电功能陶瓷性能的研究 学 生 姓 [摘要] 随着材料科学技术的飞速发展,电功能陶瓷材料的低位变得日益重要,其特性方面发挥的优越性是其他材料不可代替的.电功能材料作为一种精细陶瓷,采用高度精选的原料,通过精密调配 ...查看


  • "十二五"节能规划 1
  • 惠州市惠阳皇磁陶瓷有限公司 节能规划 2010年10月 目 录 第一章 总则---------------------3 第一节 编制依据----------------...3 第二节 企业概况-----------------..3 第 ...查看


  • 一种具有织构特征的靶材的制备方法
  • 一种具有织构特征的铁酸铋靶材的制备方法 1. 本发明的背景及意义 铁酸铋 (化学式:BiFeO 3,简写为:BFO) 是目前唯一一种在室温下同时具有磁性有序和铁电有序的单相多铁性材料,在研制新型的存储器.集成电路.磁感器.电容器以及自旋电子 ...查看


热门内容