氧化鋁基共晶陶瓷的高溫快速制備.pdf

1、分類號(hào)UDC學(xué)校代碼10497劣麒理歹大穿學(xué)位論文題目氫化鋁基基昌陶瓷數(shù)高遏怯速劍備英文——RapidFabricationofA1203basedEutecticCeramics一題目坌主Hlgb衛(wèi)皇幽Q皇[坌主垡[皇研究生姓名項(xiàng)絲禹姓名使垂望職稱教授學(xué)位：植圭指導(dǎo)教師單位名稱趑料復(fù)僉新撞本國(guó)塞重壺塞驗(yàn)窒郵編430070申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別砸士學(xué)科專業(yè)名稱趑糙加王工程論文提交日期2Q!呈生魚目論文答辯日期2Q!呈生墨月學(xué)位授予單位武這堡王太堂

2、學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席盤盔立函評(píng)閱人牡蛆一戡劫忙2013年5月中文摘要氧化鋁基共晶陶瓷在高溫氧化環(huán)境下展現(xiàn)出了優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與力學(xué)性能，作為一種可應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高溫結(jié)構(gòu)材料，得到了研究者們的重視。共晶陶瓷是共晶成分的陶瓷熔體冷卻的過(guò)程中，各組元以共晶生長(zhǎng)的方式同時(shí)析出而形成的一種原位復(fù)合陶瓷材料。由于共晶溫度普遍在1800℃以上，一般手段難以獲得氧化鋁基共晶陶瓷，目前這類材料的研究與制備大多基于向凝固技術(shù)。發(fā)展共晶陶瓷的新型

3、制備方法對(duì)共晶陶瓷的研究與應(yīng)用具有重要意義。本研究以自蔓延高溫合成體系TiCTiC作為化學(xué)爐，對(duì)A1203YAG體系和A1203YSZ體系共晶陶瓷進(jìn)行高溫快速制備。實(shí)驗(yàn)中共晶成分的陶瓷原料包裹在自蔓延反應(yīng)化學(xué)爐中，隨自蔓延反應(yīng)的升、降溫過(guò)程熔化與凝固，得到共晶陶瓷塊體。實(shí)驗(yàn)使用不同質(zhì)量與不同稀釋劑含量的化學(xué)爐，并結(jié)合物相分析等方法，確定了溫度場(chǎng)滿足A1203YAG、A1203一YSZ共晶陶瓷凝固條件的化學(xué)爐為1209TiC一20wt％T

4、iC和1409TiC20wt％TiC，并在A1203YAG共晶成分下以1409TiC30wt％TiC化學(xué)爐獲得了A1203一YAP亞穩(wěn)態(tài)共晶陶瓷；分析了該工藝下共晶陶瓷的熔凝過(guò)程，以及改變化學(xué)爐質(zhì)量和稀釋劑含量對(duì)共晶陶瓷制備的影響；分析了共晶陶瓷中氣孔分布與形成機(jī)制；測(cè)得三種共晶陶瓷的相對(duì)密度約為98％、97％和95％；在自蔓延反應(yīng)開(kāi)始lmin后取出的共晶陶瓷硬度分別為1613士257GPa、1631士218GPa和1585士203GP

5、a，在3min和5min時(shí)取出的樣品硬度略有降低。本文根據(jù)SEM與XRD結(jié)果對(duì)獲得的共晶陶瓷的形貌特點(diǎn)與形成過(guò)程進(jìn)行了討論與分析。以化學(xué)爐技術(shù)制的共晶陶瓷具有明顯的等軸式生長(zhǎng)特征；各共晶胞團(tuán)的生長(zhǎng)存在一定取向；由于共晶陶瓷凝固過(guò)程中溫度場(chǎng)與凝固速率在時(shí)間上和空間上分布不均勻，導(dǎo)致共晶陶瓷不同區(qū)域上共晶尺度存在差異；共晶陶瓷在斷裂時(shí)，裂紋在共晶結(jié)構(gòu)中擴(kuò)展路徑近似于直線。對(duì)共晶陶瓷的高溫?zé)岱€(wěn)定性進(jìn)行了研究，將A1203一YAG共晶陶瓷在15