凝膠注模成型梯度多孔Al-,2-O-,3--ZrO-,2-陶瓷的抗熱震性能的研究.pdf

1、氧化鋁、氧化鋯由于有很高的硬度、強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的耐磨性能而被廣泛用作工程材料。然而，由于其固有的脆性和低的熱導(dǎo)率，當(dāng)遭遇到較高的熱震溫差時(shí)會(huì)發(fā)生災(zāi)難性的破壞。因此，抗熱震性能是陶瓷在高溫結(jié)構(gòu)應(yīng)用中需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。本篇論文旨在研究層狀多孔氧化鋁/氧化鋯陶瓷的耐熱震性能，并探討了凝膠注模技術(shù)制備層狀氧化鋁/氧化鋯陶瓷的制備工藝，有關(guān)工作有： 1．研究了造孔劑聚苯乙烯微球和納米氧化鋯微粉的制備工藝，采用吸附包裹的方法

2、探討了兩者之間的相容性。結(jié)果表明：采用聚丙烯酸和聚乙烯亞胺為表面活性劑以改善微球和粉末的表面zeta電位，在微球和納米粉末間引起了雜團(tuán)聚從而將氧化鋯顆粒吸附在聚苯乙烯微球的表面。提高粉末的zeta電位，可以有效防止粉末之間的團(tuán)聚并有利于提高陶瓷料漿的流動(dòng)性。 2．研究了凝膠注模用氧化鋁/氧化鋯陶瓷料漿的制備及生坯的機(jī)械性能，考察了固相含量、料漿pH值、分散劑等因素對(duì)料漿粘度及流動(dòng)性的影響。在分散劑聚丙烯酸鈉為1 wt﹪、pH值為

3、10.5時(shí)，制備了凝膠注模用高固相量(50 vol﹪)、低粘度(1 Pas)的料漿。凝膠注模制備的陶瓷坯體表現(xiàn)出很好的機(jī)械加工行為，采用硬質(zhì)合金刀具，切削速度可達(dá)9.4 mm/min、進(jìn)刀速度可達(dá)0.35 mm/轉(zhuǎn)而不會(huì)導(dǎo)致陶瓷坯體斷裂，且在隨后的燒結(jié)中不會(huì)出現(xiàn)彎曲變形。 3．采用凝膠注模工藝，以自制的直徑為1.μm的聚苯乙烯微球?yàn)樵炜讋苽淞丝紫堵蕿?﹪-60﹪的多孔和層狀多孔Al<,2>O<,3>/ZrO<,2>陶瓷。研究

4、了燒結(jié)溫度對(duì)多孔陶瓷的孔隙率、強(qiáng)度以及孔徑大小的影響。隨著孔隙率的提高，陶瓷的室溫?cái)嗔褟?qiáng)度急劇下降，但抗熱震行為有所上升。高孔隙率樣品的臨界熱震損傷溫度ΔT。和剩余強(qiáng)度都比低空隙率時(shí)大。這些性能的提高主要?dú)w因于陶瓷中的氣孔釋放了熱應(yīng)力并且有效阻礙了微裂紋的擴(kuò)展。通過樣品在經(jīng)歷不同熱震溫度后的X射線分析發(fā)現(xiàn)，熱震性能的提高并不是由于樣品中氧化鋯相變引起的。 4．研究了梯度多孔陶瓷的抗熱震性行為。結(jié)果表明，梯度多孔陶瓷具有優(yōu)良的熱震