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热等静压烧结氧化铝陶瓷研究

李莉 , 张丽 , 郭方全 , 张培志

硅酸盐通报

本文采用HIP后处理技术,研究了不同温度下HIP后处理工艺对Al2O3陶瓷物理、机械性能及显微结构的影响.实验表明:Al2O3试样密度随HIP处理温度的升高而增加,1700℃时密度最高;试样的硬度经HIP处理后有提高,1500 ℃时硬度提高了8.62%;1500℃HIP处理后,抗弯强度达最大值,晶粒约2~8 μm,气孔变小变少;1800℃时,抗弯强度从HIP前的621MPa降低到349 MPa.根据上述研究结果,选择Al2O3人工髋关节作为应用对象,经HIP后处理,抗弯强度达到了636 MPa,密度达到了3.98 g/cm3.

关键词: HIP后处理 , Al2O3 , 密度 , 硬度 , 抗弯强度

无压烧结氮化硅陶瓷的力学性能和显微结构

刘学建 , 黄智勇 , 黄莉萍 , 张培志 , 陈晓阳

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2004.06.010

以MgO-Al2O3-SiO2为烧结助剂,借助XRD、SEM、TEM、EDS、HRTEM等手段,研究了无压烧结氮化硅陶瓷材料的力学性能和显微结构,着重探讨了材料制备工艺、力学性能和显微结构之间的关系,通过调整制备工艺改善材料微观结构以提高材料的力学性能.强化球磨混合的试样经1780℃无压烧结3h后,抗折强度高达1.06GPa,洛氏硬度92,显微硬度14.2GPa,断裂韧性6.6MPa·m0.5.材料由长柱状β-Si3N4晶粒组成,晶粒具有较大的长径比,长柱晶的近圆晶粒尺寸0.3~0.8μm,长度3~6μm,长径比约7~10,显微结构均匀.

关键词: 氮化硅 , 无压烧结 , 力学性能 , 显微结构

陶瓷球材料性能和显微结构对其磨削加工的影响

郭方全 , 张培志 , 何万保

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2007.04.017

通过试验探索了氧化锆、氧化铝、氮化硅和碳化硅四种陶瓷球材料的性能和显微结构对加工效果的影响;采用扫描电镜观察了研磨后球的表面特征.结果表明:在相同的研磨条件下,具有长柱状晶粒的氮化硅陶瓷球加工速率最低,但圆度和表面粗糙度最容易控制;氧化锆和氧化铝陶瓷球表面质量次之,碳化硅陶瓷球加工速率最高,圆度和表面粗糙度最难控制.

关键词: 陶瓷球 , 材料性能 , 显微结构 , 磨削加工

人工髋关节用陶瓷材料的研究进展

郭方全 , 张培志 , 李莉

机械工程材料

最早用于制造人工髋关节的陶瓷材料是氧化铝陶瓷,由于其不仅具有高硬度、高弹性模量、高强度和优良的耐磨性,而且还具有良好的生物相容性,因此愈来愈受到大家的关注。陶瓷属于硬脆材料,抗拉强度低,陶瓷髋关节的破碎风险很高,为此人们做了大量的工作来改善氧化铝陶瓷的物理性能;几十年的临床实践证明,氧化铝陶瓷髋关节是目前最稳定的人工髋关节,具有很大的发展潜力。

关键词: 人工髋关节 , 氧化铝 , 陶瓷

氮化硅轴承球滚动接触疲劳性能的研究现状

祁海 , 张培志 , 郭方全

机械工程材料

对氮化硅轴承球滚动接触疲劳的研究进行了综述,介绍了影响氮化硅轴承球滚动接触疲劳性能的主要因素,包括气孔、表面微裂纹、表面强度、残余应力、表面粗糙度和润滑条件等,以及介绍了疲劳剥落失效产生的机制,分析了目前研究所存在的问题,并对今后的发展方向进行了展望.

关键词: 氮化硅 , 轴承球 , 滚动接触疲劳

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