本文介绍了近几年来在日本迅速发展的放电等离子烧结技术，除概要地介绍了这种烧结新技术的原理和特点外，着重介绍了放电等离子烧结技术在制备梯度功能材料和快速烧结细晶粒陶瓷方面的重要应用，其中后者包括了作者最近在日本大阪府立产业技术研究所取得的部分研究结果．

用热扩散法和电场辅助扩散法制备了Cs^＋－Na^＋离子交换玻璃玻导．温度低于玻璃转变温度时，这些波导具有良好的热稳定性．研究结果表明，Cs^＋－Na^十离子交换不服从Fick扩散定律．因CS^十和Na⁺之间巨大的尺寸差异而产生的应力梯度和因上述两种离子的扩散系数差别较大而形成的电中性场梯度渥s^＋－Na^＋离子交换中的扩散过程．本文提出的离子交换机理可很好地解释折射率分布及由SEM法和X射线能谱法所得的浓度分布．

本文研究了短切碳纤维增强LAS玻璃-陶瓷（以下简称C_sf／LAS）复合材料的制备工艺以及纤维长度、取向对其力学性能的影响．获得了短切碳纤维均匀分散并取向排列的复合材料，用扫描电子显微镜和光学显微镜观察了复合材料的断口形貌和显微结构．研究发现短切碳纤维增强LAS玻璃-陶瓷的主要强韧化机理是载荷传递和纤维拔出．

本文对以TiO₂为晶核剂的云母微晶玻璃等温析品转变进行了研究，发现玻璃的差热分析（DTA）曲线上出现了两个析晶放热峰，X光衍射分析（XRD）表明，在这两个析晶峰温度下从玻璃中分别析出了钛酸镁（MgTi₂O₅）和云母（KMg₃AlSi₃O₁₀F₂）晶体.用差热分析测定了玻璃等温析晶活化能和晶体的生长指数．玻璃析出钛酸镁和云母的活化能分别为242kJ／mol和265kJ／mol．云母晶体以二维方式生长，生长过程受界面过程控制.

采用非醇盐溶胶-凝胶法首次制备了未见报道的B位掺杂烧绿石型稀土复合氧化物RE₂Sn_2-xB'_xO₇（RE＝Sm，Ce；B’＝Fe，Co，Ni；x＝0～1．0）纳米微晶.发现应用该法可降低反应温度（约200℃），缩短反应时间.制备的纳米微晶属于立方晶系，空间群为F_d3m，晶胞参数与掺杂量呈线住关系．通过红外光谱的研究，发现RE＝Ce系列试样的吸收峰频率值均低于RE＝Sm系列试样的对应吸收峰频率值：B’位不同离子的掺入，不仅导致BO₆八面体的变形，出现相应的吸收峰，而且影响RE-O键的振动，使其频率有所降低．

应用相交增韧、相变－晶须复合及相变－颗粒复合等方式对氧化铝陶瓷进行增韧．遇过各材料强韧性的测试、微观结构的分析以及断口形貌的对比，研究了各材料的断裂特点及不同增韧方式的增韧机理与效果，得出材料的强韧性与其断口形貌密切相关；双重增韧材料中，两种增韧方式不是简单的叠加，而是存在相互作用；同时在性能试验后的材料基体内观察到位借的存在．

采用热压烧结工艺，制备了B₄C－TiB₂复相陶瓷．结果表明，复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和显微硬度受第二相Tib₂颗粒的影响．其中B₄C－30vol％TiB₂材料的弯曲强度为725MPa，比单体B₄C提高65％，B₄C－45vol％ThB₂材料的断裂韧性为6.7MPa.M^1/2，比单体B₄C提高84％，由B₄C基体和TiB2颗粒热膨胀系数不匹配导致的残余应力是B₄C－TiB₂复相陶补强增韧的主要原因．

研究了颗粒级配对超细氧化铝粉体成型行为和烧结行为的影响．发现两种颗粒直径之比约为2的氧化铝粉体，一定比例混合后可获得比同样条件下单独的粉体高得多的成型密度.在细颗粒体积百分数约为33％时，应用压滤成型工艺（45MPa）获得的素坯相对密度高达72％．研究了压滤和干压成型方法对成型素坯密度及其烧结的影响．压滤成型的素坯，由于成型密度高、气孔分布窄、孔径小而有利于烧结，在较低的温度下可以达到理论密度，烧结体晶粒细小均匀，无明显缺陷；这一条件下于压成型（300MPa）得到的素坯由于有较宽的气孔尺寸分布，影响烧结，并且烧结体中有较大的气孔，不能完全致密．应用新的烧结理论对此进行了解释．

通过恒定横梁速度和恒定载荷压缩试验，对超塑性3mol％Y₂O₃稳定四方ZrO₂多晶体的压缩塑性形变进行了研究．测定了平均晶粒尺寸从0．30～1．33μm的3Y－TZP材料的塑性流动应力，应力指数和蠕交活化能；用扫描和透射电镜观察了试样的显微结构．结果表明，3Y－TZP材料塑性形变的机理为扩散适应的晶界滑移．随着晶粒尺寸由0．30μm增大至1.33μm，应力指数从3．2减小至1．4，活化能从580kJ／mol减小至500kJ／mol．形变机理随晶粒大小发生变化．对于晶粒较粗的3Y－TZP材料，当应变速率较高时，形变过程中在材料内产生晶间孔穴．

以Si、al、Al₂O₃和Si₃N₄粉末为原料，采用燃烧合成工艺，在高氮气压力下制备了单相β-Sialon（z≈0．5～2．0）粉末；并详细讨论了氮气压力和稀释剂的量对燃烧产物的相组成和显微结构的影响．

采用高温等静压（HIP）工艺，制备了纳米结构的单相SiC及Si₃N₄／SiC复相陶瓷，并通过X射线衍射分析、透射及高分辨电镜对其相组成及结构进行了表征．实验表明，在温度1850℃、压力200MPa条件下保温lh，可获得晶粒尺寸＜100nm、结构均匀、致密的单相SiC纳米结构陶瓷．对于Si₃N₄／SiC复相体系，初始粉末的结晶形态对烧结体的结构有很大的影响.将初始粉末进行预处理后：在温度1750℃、压力150MPa条件下保温1h，可获得晶粒尺寸在50nm左右、结构致密、均匀的复相Si₃N₄／SiC纳米陶瓷材料．

实验采用β-SiC为起始原料，Y₂O₃、A1₂O₃为烧结助剂，通过适当的烧结控制，获得了具有长柱状晶粒结构的α－SiC陶瓷，材料以液相烧结机制密化，在烧结过程中发生了与柱状晶形成有关的SiC晶粒3C→4H相变．材料的力学性能与晶粒的形态即长径比存在一定的依从关系，并显示出原位增强的特性．在较佳工艺条件下，材料的强度和韧性最大值分别达到620MPa、6．1MPa.m^1/2．压痕裂纹扩展的途径表明，裂纹偏转和晶粒桥联是主要的增韧机理，这得益于其弱的界面结合．

本文应用Sol－Gel方法制备了YSZ薄膜，研究了工艺条件对薄膜微观结构的影响.实验发现：基片的选择和清洁、样品的凝胶化速度、热处理过程中的升降温速率等是影响薄膜开裂的几个主要因素．XRD和SEM分析结果表明：应用Sol－Gel方法制备的YSZ薄膜，热处理温度须达800℃以上才能完全排除其中的酸根、有机基因和碳元素，且形成完整的立方相结构．薄膜经500℃、1h热处理后，其表面呈明显的海绵状结构．随着烧结温度的升高，薄膜表面变得致密，气孔明显减少，至1050℃时，薄膜表面光滑、无裂纹、无针孔、圆球形的小颗粒均匀分布．薄膜与衬底的结合紧密，薄膜厚度均匀，膜厚约为1.0μm.

应用导热微观理论，对高温隔热材料诸导热因子进行理论分析，并对影响导热性能的显微组织、晶相组成和化学组份等物理化学因素开展了系统的实验研究，从而为预测和优化高温隔热材料的隔热性能提供了新的技术途径．

将Al₂O₃和Li₂CO₃混合，600～700℃高温焙烧制备熔融碳酸盐燃料电池隔膜用LiAlO₂粉体．工业生产Al₂O₃颗粒粒度和堆密度大，制得的LiAlO₂粉体较粗；有机金属化合物水解再脱水制备的Al₂O₃颗粒粒度和堆密度小，制得的LiAlO₂粉体细．将LiAlO₂与一定量的水溶性粘合剂和增塑剂混合，液压成膜，将膜与烧结Ni电极组装成电池，电池性能良好．

在陶瓷材料裂纹尖端存在一个断裂过程区，当断裂过程区内平均应力达到断裂强度时．裂纹扩展．本文由理论推导并结合实验数据．得到了断裂过程区的大小是平均晶粒直径的四倍．并由平均应力断裂模型，给出了陶瓷材料断裂韧性和缺口半径及平均晶粒直径之间的关系式，由此关系式可以用宽缺口试件测出的断裂韧性去估算陶瓷材料的本质断裂韧性．

用差热分析和热机械分析研究了一种新发展的铅-钡-铝磷酸盐玻璃的热性质，表明这种玻璃的熔化温度低，转变温度和软化温度也较低，热膨胀系数大．这种玻璃的红外光谱的特点：在近红外区有一很弱的水分吸收带，在中红外区没有P＝0特征吸收带，在远红外区的三个吸收带，指示玻璃中三种金属阳离子在它们的氧笼中的振动．

本文报道了坩埚下降技术生长钨酸铅（PWO）晶体的热膨胀系数测量结果，讨论了热膨胀对晶体开裂的影响．同时探讨了克服晶体开裂的途径．由于生长时纵向温场效应以及（PWO）晶体大的热膨胀系数和它的显著的各向异性而引起的应变是导致晶体开裂的重要因素．

应用草酸盐共沉淀法制备（Sr，Pb）TiO₃超细粉体，分析了共沉淀产物的热分解过程，确定了晶化温度和煅烧条件，同时，测量了粉末的晶粒尺寸，标定了材料的晶体结构，试验了粉体的烧结条件．结果表明，用草酸盐共沉淀法制备陶瓷粉末，合成温度远远低于传统的固相反应合成法，陶瓷粉末晶粒微细、均匀、烧结温度低；在（Sr，Ph）TiO₃陶瓷中观测到了小尺寸微晶粒的结构奇异现象，即当粉末微粒尺寸很小时，晶体结构不是通常的四方铁电相结构，而是立方顺电相结构．

本文采用均相沉淀法制备纳米Y₂O₃:Eu³⁺，并控制反应条件，得到不同粒径的微粉，与非纳米粉体相比．纳米Y₂O₃：Eu³⁺的X－ray衍射粉变宽，2θ角增大，同时发射光谱存在蓝移现象，谱峰波长及强度与粒径有密切联系．

通过对LaCrO₃和NiMn₂O₄及其复合材料的大量的稳定性试验考察，发现复合材料的稳定性显著优于单相材料．本文应用缺陷化学理论对单相材料老化过程中阻值变化的原因进行了分析，分析表明：老化过程中由于瓷体表面及气孔内吸附的氧逐渐扩散到体内，使氧空位浓度减小，从而使p型半导瓷LaCrO₃阻值缓慢减小，而使n型半导瓷NiMn₂O₄的阻值缓慢增大，解释了复合材料优异的耐高温特性是由于复合材料的补偿效应．

本文报道了应用X射线衍射、差热分析、IR光谱及电测量技术对Na₂MO_0．1S_0.9O₄（α）In₂（SO₄）₃体系的研究结果，讨论了In₂（SO₄）₃对Na₂MO_0．1S_0.9O₄（α）的导电性及相存在形式的影响，分析了In³⁺的掺入使Na₂Mo_0.1S_0．9O₄电导率提高的原因．

用硝酸（65％）和乙酸酐混合液、高锰酸钾和天然鳞片石墨反应制备无硫可膨胀石墨，最佳反应条件是：石墨、乙酸酐、硝酸、高锰酸钾的重量比为1：0．8：0．5：0．07，反应时间为40min，反应温度为30℃，可膨胀石墨的膨胀容积为280mL／g；不含硫，含氮量为1．27％，其终端产品柔性石墨不含氮．迄今为止，未见文献报道．