納米復(fù)合添加劑對ZTA陶瓷性能影響的研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷材料具有耐高溫、耐磨損和耐腐蝕等優(yōu)良性能，但相對較弱的機(jī)械性能限制了其更廣泛的應(yīng)用。ZrO2顆粒增韌一直是韌化最為簡單且行之有效的方法。本文的研究目的是以ZrO2增韌Al2O3(ZTA)陶瓷為基體，通過引入MgO/TiO2和SiO2/TiO2兩種納米復(fù)合添加劑改善材料內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，從而提高ZTA(ZrO22％)陶瓷的燒結(jié)和機(jī)械性能。
　　 本論文以工業(yè)Al2O3，ZrO2為基礎(chǔ)原料，通過不同工藝將納米微米添加劑與ZTA

2、漿料機(jī)械混合，然后通過干壓成型，1600℃無壓燒結(jié)得到試樣。通過改變添加劑的配比和用量來改善ZTA陶瓷的燒結(jié)和機(jī)械性能，以期用低成本制備高性能ZTA陶瓷材料。
　　 納米MgO和TiO2作為復(fù)合添加劑引入到ZTA陶瓷中，在選定MgO添加0.2wt％的情況下，考察了TiO2的添加量對材料燒結(jié)和機(jī)械性能的影響。當(dāng)添加納米MgO0.2wt％和TiO20.8wt％時，得到了致密度高、力學(xué)性能優(yōu)良的ZTA陶瓷，抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別為36

3、4 MPa和4.3 MPa·m1/2。相比添加微米添加劑的試樣強(qiáng)度提高近15％。SEM分析可知，引入納米添加劑可以較好的抑制晶粒生長，獲得均勻的粒徑分布，有助于材料機(jī)械性能的提高。
　　 以納米SiO2和TiO2作為復(fù)合添加劑引入到ZTA陶瓷中，研究了添加劑的配比、用量和粒徑對ZTA陶瓷燒結(jié)和機(jī)械性能的影響。結(jié)果表明在納米SiO2和TiO2的配比為2:3，添加總量為1wt％，保溫2h的工藝條件下，材料抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性都達(dá)到最高