添加劑對Al2O3-ZrO2復(fù)相陶瓷燒結(jié)與力學(xué)性能的影響.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)氧化鋁、氧化鋯陶瓷有著優(yōu)良的物理和化學(xué)性能以來,將兩者復(fù)合便成為研究的重點(diǎn)。通過研究陶瓷材料的韌強(qiáng)化機(jī)制,提出了多種強(qiáng)韌理論,如顆粒彌散增韌,相變增韌、顯微結(jié)構(gòu)強(qiáng)韌化、層狀復(fù)合陶瓷強(qiáng)韌化機(jī)制、固溶強(qiáng)化等。無論哪種強(qiáng)韌化機(jī)制,要想得到較好的強(qiáng)韌性能,對材料的顯微結(jié)構(gòu)都具有較高的要求,因此獲得燒結(jié)致密并且晶粒不出現(xiàn)異常長大的陶瓷顯得尤為重要。另外,陶瓷材料在常溫下的性能研究已經(jīng)比較成熟,然而在高溫方面,隨著耐火材料和高溫陶瓷材料的不

2、斷研究和廣泛應(yīng)用,對陶瓷材料的高溫性能要求不斷提高,深入研究已顯得十分重要。
　　 本文針對陶瓷材料的燒結(jié)性能和高溫性能,較為系統(tǒng)地研究了添加劑對陶瓷材料密度和力學(xué)性能的影響以及Al2O3-ZrO2復(fù)相陶瓷的高溫力學(xué)性能,重點(diǎn)探討了以下四個方面的內(nèi)容:
　　 首先,研究了黏結(jié)劑對Al2O3-ZrO2復(fù)合陶瓷材料的相對密度的影響,主要包括黏結(jié)劑的選擇、黏結(jié)劑的比例以及黏結(jié)劑的總添加量等,同時研究了黏結(jié)劑的比例和總添加量對陶

3、瓷材料力學(xué)性能影響。研究發(fā)現(xiàn):甲基纖維素(CMC)和聚乙烯醇(PVA)對Al2O3-ZrO2復(fù)合陶瓷材料相對密度的影響明顯,加入比例為mPVA:mCMC=1:2.75時,坯體和燒結(jié)體的相對密度最大；比例一定時,加入黏結(jié)劑總量占粉體總質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％時,氣孔率,吸水率達(dá)到最小值,陶瓷材料的相對密度最大。
　　 其次,在以上研究的基礎(chǔ)上,綜合不同添加劑的作用,選擇了三種適合的燒結(jié)助劑來研究燒結(jié)助劑對材料致密度的影響規(guī)律。研究結(jié)果

4、表明:SiO2的加入對材料致密度增大沒有明顯作用,隨著加入量的增多,材料的相對密度反而減小。MgO的加入有助于提高材料的相對密度,材料的相對密度峰值隨ZrO2含量不同在0.25％～1％范圍內(nèi)出現(xiàn),當(dāng)MgO加入量為0.5％時,材料的抗折強(qiáng)度達(dá)到最大值。Y2O3的加入量為0.5％B寸,相對密度和抗折強(qiáng)度均達(dá)到最大值。最后選擇三種燒結(jié)助劑的最優(yōu)配比,得到燒結(jié)助劑加入量較優(yōu)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 再次,研究了以上三中燒結(jié)助劑對材料抗彎強(qiáng)