Ni-ZrO2功能梯度材料的制備工藝.pdf

1、近年來，由于功能梯度材料具有較多的優(yōu)異性能,使其在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。熱應(yīng)力緩和型功能梯度材料由于其獨特的結(jié)構(gòu)與功能性，成為航空航天領(lǐng)域不可或缺的材料。熱應(yīng)力緩和型功能梯度材料，特別是Ni/ZrO2材料體系也因此成為國內(nèi)外研究者們的研究熱點。
　　本論文在已有的研究成果基礎(chǔ)上，采用無壓燒結(jié)的方法制備了Ni/ZrO2熱障型功能梯度材料。對金屬和陶瓷兩種組分分別采取了添加納米鎳粉和制備鎳包覆二氧化鋯預(yù)處理的措施。研究內(nèi)容主要包括:

2、（1）采用電化學外加間歇超聲的方法，從 NiCl2?6H2O的無水乙醇溶液當中制備納米鎳粉，主要研究超聲間歇時間對納米鎳粉分散性、物相、晶粒大小的影響；（2）采用化學鍍的方法在二氧化鋯顆粒的表面鍍覆金屬鎳，主要研究施鍍時間對鍍層厚度、鍍層成分、鍍層形貌的影響；（3）以摻納米鎳粉的霧化鎳粉和鍍覆后的二氧化鋯粉末分別作為梯度材料的金屬相與陶瓷相，采用無壓燒結(jié)的方法制備梯度材料。主要研究了保溫時間對材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的影響。同時采用了X射線

3、分析（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、振動樣品磁強計、維氏硬度儀等檢測方法與力學測試手段，研究了Ni/ZrO2功能梯度材料力學性能和組織特點。主要實驗結(jié)論可以概括為：
　?。?）在超聲的條件下電解NiCl2?6H2O的乙醇溶液，可以抑制納米鎳粉的生長,改善其分散性；當超聲時間為1min，間歇時間為1min時，所得鎳粉的分散性較好，鎳粉的尺寸在10~30nm之間。在超聲振蕩的反應(yīng)條件下，鎳粉的飽和磁化強度范圍為32

4、~40emu/g，矯頑力范圍為210~290Oe，剩磁比范圍為0.35~0.4。飽和磁化強度、剩余磁化強度整體比無超聲條件下的高。
　?。?）用化學鍍的方法可在氧化鋯表面涂覆鎳鍍層。當電鍍時間為3min時，涂層的厚度3.35μm。所得的涂層均勻性以及致密性良好，并且沒有帶來雜質(zhì)成分。鍍后復(fù)合粉末只含有氧、鋯、鎳三種元素。達到了預(yù)期的在二氧化鋯表面鍍覆金屬鎳鍍層以減少金屬相與陶瓷相不相容性的目的。
　?。?）在燒結(jié)過程中，當保