作者单位
摘要
清华大学材料学院, 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京 100084
为了满足6G太赫兹频段低时延通信技术的要求, 采用冷冻干燥法制备了具有超低介电常数的定向通孔结构多孔氧化铝陶瓷。研究不同部位样品的结构与性能关系, 以及固相含量对微观形貌、力学性能、太赫兹光学和介电性能的影响。获得具有高气孔率(68.9%~81.0%)、高抗压强度(17.6~87.8 MPa)的多孔氧化铝陶瓷, 在1 THz下具有超低的折射率(1.38~1.63)、吸收系数(~2.5 cm-1)、介电常数(1.90~2.67)和介电损耗(~0.008)。定向通孔结构在与气孔平行的方向具有高抗压强度, 其特殊的结构在太赫兹波导和天线基板等方面有重要的潜在应用价值。
多孔氧化铝陶瓷 定向通孔 太赫兹 光学性能 介电性能 porous alumina ceramics directional pore channels terahertz optical properties dielectric properties 
硅酸盐学报
2023, 51(4): 859
吴昊龙 1,*曹大可 1,2李俊峰 1邱岩 1[ ... ]包亦望 1,2
作者单位
摘要
1 中国建筑材料科学研究总院有限公司,北京 100024
2 中国国检测试控股集团股份有限公司,北京 100024
陶瓷材料的预应力增强已经被证明有效,但是这种表面预应力对其他力学性能的影响如何仍不明晰,本工作将探讨表面残余压应力对复合构件的综合力学性能的影响,包括弯曲强度、弹性模量、断裂韧性、硬度以及损伤容限。为了实现表层压应力以及相适配的界面剪切应力,按质量分数比1∶1将莫来石和氧化铝混合磨成浆料涂覆在预烧后的氧化铝基体上,经无压烧结后,涂层与基体紧密结合,随着温度下降,2种材料不同的收缩率和界面约束形成表层残余压应力,从而实现氧化铝复合陶瓷的预应力强化,进而测试了该材料的各项力学性能。结果表明:预应力涂层有效提高了基体材料的弯曲强度,提高了38.9%;断裂韧性提高了36.5%,弹性模量稍降、硬度下降代表了涂层材料的性能。通过这些力学参数,计算得到复合氧化铝陶瓷的损伤容限从0.389 4 m1/2提升至0.452 7 m1/2,提高了16.26%。
损伤容限 预应力强化 氧化铝陶瓷 莫来石涂层 damage tolerance prestressed reinforcement alumina ceramics mullite coating 
硅酸盐学报
2023, 51(3): 750
作者单位
摘要
在陶瓷表面引入含压应力的涂层是一种有效的增强技术。本研究将氧化铝和石英粉混合浆料涂覆在预烧后的氧化铝坯体上, 无压共烧原位合成了热膨胀系数较低的莫来石-氧化铝涂层。利用降温过程中涂层内形成的残余压应力实现了氧化铝陶瓷的预应力强化。结果表明:随着涂层中石英掺量增加, 预应力氧化铝的强度出现先增大后减小的趋势; 当涂层中掺入石英的质量分数为15%时, 预应力增强效果最好, 涂层与基体界面结合紧密, 预应力氧化铝陶瓷的弯曲强度达到(549.44±27.2) MPa, 比普通氧化铝的强度提高了37.19%; 当涂层中掺入石英的质量分数增大到15%以上, 由于烧结收缩不匹配反而引起强度下降; 这种预应力增强效果会随着温度升高逐渐减弱, 当测试温度达到并超过1000 ℃时, 预应力氧化铝和普通氧化铝会具有大致相等的抗弯强度。由于表层压应力的存在, 预应力氧化铝还展现出更好的抗热震性能和损伤耐受性。
预应力强化 氧化铝陶瓷 低膨胀系数 弯曲强度 抗热震性能 pre-stressed strengthening alumina ceramics low coefficient of thermal expansion flexural strength thermal shock resistance 
无机材料学报
2022, 37(12): 1295
李昕悦 1,*李健 1,2张健康 3林盼盼 1[ ... ]何鹏 1
作者单位
摘要
1 哈尔滨工业大学, 先进焊接与连接国家重点实验室, 哈尔滨 150001
2 陆军装甲兵学院士官学校, 长春 130117
3 贵研铂业股份有限公司, 昆明 650000
以Ag-CuO-B2O3为钎料, 采用空气反应钎焊法连接了Al2O3陶瓷, 在接头中合成了新型Cu2Al6B4O17晶须。研究了连接温度与保温时间对接头显微结构、性能以及生成的晶须结构的影响。结果表明: 钎焊过程中, Al2O3与钎料中的CuO、B2O3发生反应生成Cu2Al6B4O17晶须, 获得性能优异的可靠接头。保温时间为60 min、连接温度高于950 ℃时, 可以实现Al2O3陶瓷接头的有效连接, 钎缝中心区主要为Ag, 靠近连接界面处为CuO、Cu3B2O6相及Cu2Al6B4O17晶须。随着连接温度的升高, 接头的抗剪强度升高。连接温度高于1 050 ℃后, 晶须变得粗大, 出现黏接, 对接头的强化效果减弱, 接头的抗剪强度降低。连接温度高于1 100 ℃后, 晶须分解为片层状产物, 接头的抗剪强度大幅降低。最佳工艺参数为在1 000 ℃条件下保温60 min, 接头的抗剪强度可达86.7 MPa, 断裂发生在焊缝中靠近母材处。
氧化铝陶瓷 银基复合钎料 空气反应钎焊 硼酸铜铝晶须 反应机理 alumina ceramics silver based composite filler reactiver air brazing copper aluminum borate whiskers reaction mechanism 
硅酸盐学报
2022, 50(3): 704
作者单位
摘要
1 中国科学院宁波材料技术与工程研究所, 浙江 宁波 315201
2 宁波大学机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
为了探讨激光表面微织构加工技术对氧化铝陶瓷和氮化硅陶瓷凹槽型表面微织构的制备能力, 采用短脉冲皮秒激光器探究平均功率、扫描速度、重复次数等工艺参数对表面织构结构形貌和质量的影响。结果表明: 氧化铝陶瓷在功率8.3 W, 扫描速度800 mm/s, 重复次数10次时, 凹槽呈U型,加工效果较好; 氮化硅陶瓷在功率40.6 W, 扫描速度800 mm/s, 重复次数10次时加工效果较好, 且皮秒激光对氧化铝陶瓷的加工效率高于氮化硅陶瓷。氮化硅陶瓷加工凹槽底部有白色氧化物层产生, 对氮化硅凹槽形貌有较大影响。
激光加工 表面微织构 氧化铝陶瓷 氮化硅陶瓷 制备能力 laser processing micro surface texture alumina ceramics silicon nitride ceramics preparation ability 
应用激光
2018, 38(1): 64
作者单位
摘要
华中科技大学 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
为了得到较理想的激光刻蚀结果, 采用355nm固体紫外激光, 分别在空气与水中进行了氧化铝陶瓷片激光刻蚀实验。对激光主要参量如脉冲能量密度、激光扫描速率、激光重复频率等对水下刻蚀深度和质量的影响进行了对比研究; 对激光刻蚀的机理以及水辅助刻蚀的物理过程进行了分析, 分别得到了紫外激光在空气中与水下的刻蚀形貌与不同激光参量下的刻蚀深度数据。结果表明, 水辅助激光刻蚀可以提高刻蚀效率, 改善刻蚀质量; 水下激光刻蚀深度与激光的脉冲能量密度、加工速率、重复频率和水的深度等参量有密切的关系; 水辅助激光刻蚀过程中水的冷却作用以及产生的空泡有效防止去蚀材料的二次黏附, 避免变质层的形成, 既提高了刻蚀质量, 同时也增加了刻蚀深度。
激光技术 水辅助加工 氧化铝陶瓷 表面刻蚀 laser technique water-assisted machining alumina ceramics surface etching 
激光技术
2014, 38(3): 330
作者单位
摘要
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室, 湖南 长沙 410082
氧化铝工程陶瓷因具有优越的热物理特性和机械性能,在现代制造业中得到了广泛应用。为研究脉冲激光辅助车削氧化铝陶瓷的表面质量,利用自行设计的脉冲激光加热辅助切削系统对热压96氧化铝陶瓷进行加热辅助车削试验。采用正交试验对影响加工表面质量的因素进行了研究,得出脉冲激光辅助切削的最佳参数组合以及激光功率、脉冲频率、机床转速和进给量对表面粗糙度和表面缺陷的影响规律。结果表明,进给量对表面粗糙度值的影响最大,达到41.97%,在最佳参数组合,即激光功率为50 W,机床转速为510 r/min,脉冲频率为50 kHz,进给量为0.01 mm/r条件下进行加热辅助切削试验,工件可以获得较小的表面粗糙度值和较少的表面缺陷。
激光技术 脉冲激光辅助车削 氧化铝陶瓷 正交试验 表面粗糙度 表面缺陷 
中国激光
2013, 40(s1): s103008
作者单位
摘要
太原理工大学 材料科学与工程学院,山西 太原 030024
利用Nd:YAG脉冲激光对Al2O3陶瓷表面进行铜合金化试验。在陶瓷表面得到了成形良好的铜合金层。金相显微镜、SEM分析结果显示,陶瓷基体与合金层界面结合良好,合金层厚度比较均匀,平均厚度为40~50μm。并通过EDS能谱分析和XRD分析发现,合金层以α-Al2O3和CuAlO2的形式存在。CuAlO2能改善铜与陶瓷的润湿性。
Nd:YAG脉冲激光 氧化铝陶瓷 表面合金化 铜合金 Nd:YAG pulsed laser alumina ceramics surface alloying copper alloy 
应用激光
2010, 30(2): 91

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