磁化成型法制備功能梯度材料.pdf

1、ZrO2/Ni功能梯度材料是一種典型的金屬陶瓷。它是在金屬底層和陶瓷耐熱層之間引入過渡層，從而消除材料中的宏觀界面，合成一種非均一的復(fù)合材料，其機(jī)械、物理、化學(xué)特性連續(xù)變化，沒有突變點(diǎn)，緩和了材料中的熱應(yīng)力等，成為可以應(yīng)用于高溫環(huán)境的新一代功能材料。 在制備功能梯度材料過程中，要得到在厚度方向上連續(xù)的成分分布非常困難。因此，研究如何制備出成分連續(xù)變化的ZrO2/Ni系金屬陶瓷復(fù)合材料有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前FGM的制備方法主要有

2、氣相沉積法、粉末冶金法、等離子噴涂法、自蔓延合成、電沉積法、激光熔覆法、離心鑄造法、沉淀生成法和熔滲法等。 與傳統(tǒng)的制備金屬陶瓷的工藝不同，本文采用一種新的制備方法——磁化成型法，用于制備磁性/非磁性功能梯度材料。主要過程如下：將鎳、氧化鋯、分散劑和水溶劑按比例混合成高性能復(fù)合粉漿；采用粉漿澆鑄法成型素坯，在素坯澆鑄成型的同時(shí)施加梯度磁場，在磁力作用下，Ni和ZrO2組元向不同方向移動(dòng)，從而在磁場方向形成成分梯度；對素坯進(jìn)行脫脂

3、燒結(jié)，其工藝為：在小于10-4Pa的真空氣氛中5℃/min升溫到350℃——1℃/min升溫到500℃保溫1h——10℃/min升溫到1350℃，保溫5h。 研究了不同PVP分散劑添加量對Ni和ZrO2漿料分散性的影響。沉降實(shí)驗(yàn)和SEM分析均發(fā)現(xiàn)，在PVP添加量為1.2wt％時(shí)，Ni漿料具有最佳的分散性；當(dāng)PVP添加量為0.5wt％時(shí)，ZrO2漿料具有最佳的分散效果。 研究了不同PVP粘接劑添加量對Ni/ZrO2混合漿料