Al-,2-O-,3-摻雜3Y-TZP納米粉體的制備及其材料強韌化機理的研究.pdf

1、本文主要討論了兩方面的內容：1，絡合共沉淀反應機理的分析和絡合共沉淀法制備微量Al2O3摻雜3Y-TZP納米粉體工藝參數的控制；2，組成、燒結溫度及粉體制備工藝對復合材料燒結性和力學性能的影響，并探討了摻雜微量Al2O3強韌化3Y-TZP材料的機理。研究中通過FT-IR、TG-DSC、TEM、BET、XRD、SEM等現代測試方法對粉體及燒結試樣進行了分析。 研究結果表明：絡合共沉淀工藝改善粉體性能是建立在前驅體沉淀結構中基團構成

2、改變的基礎上，通過向前軀體溶液中引入絡合劑H2O2絡合共沉淀產物結構中出現了-OOH基團；過高的微波干燥功率容易導致前軀體沉淀物的團聚，還會導致部分前軀體沉淀物在干燥過程中晶化，較低的微波功率600 W下干燥有較好的干燥效果，得到的前軀體試樣團聚強度低由不定形沉淀物組成；煅燒前對前驅體沉淀物進行球磨有利于獲得分散性好的粉體，通過非線性升溫制度煅燒得到的粉體其粒徑較小、團聚較輕；Al2O3摻雜量的不同對復合材料燒結致密化程度的影響很大，燒

3、結溫度為1450℃時隨著Al2O3摻雜量的逐漸增多材料的體積密度呈非線性變化，在實驗考察的范圍內，Al2O3摻雜量為0.5wt％時材料的燒結致密化程度最高，此時體積密度達到了5.98 g·cm-3，相對密度達到了98％以上；Al2O3摻雜量和燒結溫度對材料的力學性能有著顯著的影響，未摻雜試樣在1400～1550℃燒結溫度區(qū)間內強度值變化較為平緩，而摻雜試樣的強度隨燒結溫度的升高呈顯著的非線性變化趨勢，Al2O3摻雜量為0.5 wt％和燒

4、結溫度為1450℃是本實驗考察條件下的最優(yōu)值，在此條件下材料的峰值抗彎強度達到778MPa；絡合共沉淀法制備的粉體試樣其燒結性和抗彎強度均高于球磨混合法和包裹共沉淀法兩種工藝制備的粉體；通過對1450℃燒結Al2O3摻雜量為0.5 wt％復合材料的XRD和SEM分析發(fā)現，室溫下材料結構中介穩(wěn)四方相的比例較未摻雜試樣有所提高，同時斷面顯微結構中出現了穿晶斷裂行為，由此可以判斷是顯微結構中更高的介穩(wěn)四方相比例所產生的更強的應力誘導相變效果與