超高溫條件下陶瓷致密化探索性研究.pdf

1、Al2O3/YAG氧化物共晶陶瓷由于其優(yōu)異熱力學(xué)穩(wěn)定性，被認(rèn)為可能成為在超高溫強(qiáng)氧化性環(huán)境中長(zhǎng)期工作的候選材料之一。本文以Al2O3/YAG氧化物共晶陶瓷為研究對(duì)象，結(jié)合自蔓延高溫合成反應(yīng)升溫速率快、溫度高及冷卻速率快等特點(diǎn)，研究了在高于陶瓷反應(yīng)熔點(diǎn)的情況下制備陶瓷材料的可能性，探索性的研究了超高溫條件下陶瓷的致密化，并比較分析了不同工藝下材料的微觀結(jié)構(gòu)。
　　 采用自蔓延高溫合成反應(yīng)作為熱源，將在共晶點(diǎn)混合的粉末壓制成素坯置于

2、其中反應(yīng)得到塊體。通過(guò)對(duì)不同‘化學(xué)爐’反應(yīng)體系溫度曲線的測(cè)試分析，通過(guò)對(duì)所得產(chǎn)物的比較，選擇了合理的化學(xué)爐體系；分析了化學(xué)爐體系質(zhì)量對(duì)材料顯微結(jié)構(gòu)的影響；分析了不同原料粒徑對(duì)于材料微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：自蔓延高溫合成反應(yīng)可以在高于陶瓷反應(yīng)熔點(diǎn)的情況下制備出共晶陶瓷；采用Ti/C體系作為化學(xué)爐最為適合，且爐料為160g時(shí)得到反應(yīng)完全且均勻的共晶陶瓷塊體；原料粉的粒徑匹配性越好時(shí)得到的材料越均勻。進(jìn)行塊體材料的物相和微觀結(jié)構(gòu)分析得出：采

3、用化學(xué)爐法制備的共晶陶瓷材料只存在Al2O3和YAG兩相，且兩相耦合生長(zhǎng)；微觀組織除具有典型的‘象形’文字結(jié)構(gòu)外，還得到特殊的形貌。通過(guò)HRTEM分析兩相界面，得到：兩相界面匹配良好，且無(wú)非晶相存在于界面之間。
　　 另外，本文研究了另外兩種制備方法：熱壓法和電弧熔煉法。通過(guò)比較分析不同制備方法所得樣品的物相及微觀結(jié)構(gòu)；通過(guò)測(cè)定不同方法制得樣品的密度，硬度以及計(jì)算其斷裂韌性；得出以下結(jié)論：傳統(tǒng)熱壓法制得的材料密度和硬度均較低，且