Al微膠囊-Al2O3高溫自愈合陶瓷基復(fù)合材料研究.pdf

1、本論文將高分子材料的同液耦合-自愈合結(jié)構(gòu)形式引入耐高溫陶瓷材料中,設(shè)計(jì)并制備了Al/Al2O3核殼耐高溫陶瓷白愈合構(gòu)型,采用溶膠凝膠法、預(yù)氧化微膠囊法和直接氧化法制備了具有Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)的高溫自愈合陶瓷。
　　 溶膠凝膠法制備Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)的高溫陶瓷自愈合,前驅(qū)體中硝酸鋁的濃度,pH值以及氨水的滴定速率需嚴(yán)格控制:硝酸鋁的濃度為0.2mol/L,氨水濃度為5％,滴定速度為30ml/min時(shí),pH值在9時(shí)可獲得

2、團(tuán)聚少,非晶態(tài)的凝膠前驅(qū)體,合成的沉淀物包覆納米Al顆粒的效果最佳。采用溶膠凝膠法制備的Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)包覆效果不佳,工藝流程復(fù)雜,制備過(guò)程不易控制,對(duì)設(shè)備的要求較高,自愈合效果不理想。
　　 采用預(yù)氧化微膠囊法制備Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)的耐高溫陶瓷時(shí),粉體粒徑選擇30～50μm,煅燒溫度為900℃,得到的Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)包覆效果很好；但是在燒制及冷卻過(guò)程中易產(chǎn)生微裂紋缺陷,這是由于陶瓷的燒結(jié)過(guò)程中,Al顆粒與

3、Al2O3基體熱不匹配所引起。
　　 采用直接氧化法時(shí),Al粉的粒徑為1μm,Al:Al2O3體積比為1:1時(shí),陶瓷整體效果良好,微裂紋少,自愈合效果最好。制備的Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)包覆效果良好,自愈合效果非常明顯。實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單、可控。通過(guò)1200℃保溫1小時(shí)的耐高溫實(shí)驗(yàn)中可以觀察到,Al/Al2O3核殼結(jié)構(gòu)高溫陶瓷上預(yù)制壓坑均被Al液直接氧化結(jié)痂所愈合。自愈合由Al液從預(yù)制的氧化鋁包裹的Al顆粒內(nèi)部流出和空氣中的O2發(fā)生反