磷酸鋯鋅粉體及其低膨脹材料的研究.pdf

1、低熱膨脹是陶瓷材料的重要性能之一，本課題主要研究NZP族磷酸鋯鋅低膨脹陶瓷材料。這是一種比較新型的低膨脹陶瓷材料，通過組成設(shè)計可以實現(xiàn)膨脹系數(shù)的連續(xù)可調(diào)，因此具有很好的應(yīng)用前景。 本文研究了采用沉淀法合成磷酸鋯鋅[ZnZr4(P04)6]陶瓷粉體的工藝技術(shù)，并以合成的ZnZr4(PO4)6陶瓷粉體為原料進(jìn)一步制備了低膨脹陶瓷材料。實驗以氧氯化鋯(ZrOCl2·8H2O)、磷酸二氫銨(NH4)H2PO4、氨水(NH3·H20)和Z

2、nS等為主要原料，采用沉淀工藝，經(jīng)一定溫度煅燒獲得了磷酸鋯鋅粉體。粉體經(jīng)干壓成型和燒結(jié)進(jìn)一步制備了ZnZr4(PO4)6低膨脹陶瓷材料。采用XRD、TG-DTA、SEM、IR、TEM等現(xiàn)代測試方法對反應(yīng)料漿和粉體的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了研究，探討了工藝參數(shù)與粉體品質(zhì)的關(guān)系。對燒結(jié)樣品進(jìn)行SEM分析和熱膨脹系數(shù)及力學(xué)強(qiáng)度等測試，研究了燒成制度和前期制粉工藝對磷酸鋯鋅材料力學(xué)和熱學(xué)性能的影響。 實驗研究了加料順序、pH值、溶液濃度、分散劑

3、處理、沉淀物洗滌和燒成溫度對磷酸鋯鋅粉體顆粒結(jié)構(gòu)、形貌等的影響，探討了燒成制度、添加劑的種類、劑量、添加方式等參數(shù)和實驗條件對磷酸鋯鋅陶瓷性能的影響。著重討論了pH值、料漿ζ電位及粉體平均粒徑三者之間的關(guān)系，探討了MgO，ZnO和SiO2為添加劑的致密化機(jī)理以及對磷酸鋯鋅陶瓷材料性能的影響，并通過復(fù)合添加MgO和SiO2的方式克服了磷酸鋯鋅陶瓷材料力學(xué)強(qiáng)度低的弱點。 通過實驗與分析，最終采取正加料順序，控制pH=9，采用低分子有