基于SHS-QP的納米氧化物陶瓷致密化過程研究.pdf

1、自蔓延高溫合成快速加壓(SHS/QP)技術(shù)將SHS過程與動(dòng)態(tài)快速加壓過程結(jié)合起來，一次完成材料合成與密實(shí)化過程，是制備陶瓷的一種簡單經(jīng)濟(jì)的方法。本文基于SHS/QP技術(shù)具有極快的升溫速度和極短的高溫持續(xù)時(shí)間的特點(diǎn)，探索了合適的自蔓延及納米氧化物陶瓷體系，利用自蔓延體系反應(yīng)釋放的高溫將其作為一個(gè)化學(xué)爐代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒結(jié)爐，結(jié)合機(jī)械壓力的方法成功制備了納米氧化物陶瓷。該方法可有效抑制晶粒的生長，同時(shí)得到致密的納米氧化物陶瓷，為納米材料的燒結(jié)提供

2、了一個(gè)很好的方法和途徑。該工藝制備納米陶瓷耗時(shí)短，產(chǎn)物接近理論密度，用傳統(tǒng)的擴(kuò)散燒結(jié)機(jī)理很難解釋，預(yù)示著不同的燒結(jié)機(jī)制。本文也對(duì)該工藝制備納米陶瓷的致密化機(jī)理進(jìn)行了探索。 本研究分為三部分：一是選擇合適的自蔓延體系，探索體系溫度工藝參數(shù)，并選擇合適的納米氧化物陶瓷體系，包裹納米初坯燒結(jié)晶粒不長大；二是探索外加機(jī)械壓力對(duì)致密化的貢獻(xiàn)，加壓實(shí)現(xiàn)納米初坯的密實(shí)化；三是探索該工藝制備納米陶瓷的致密化機(jī)制。分別選用鎳鋁自蔓延體系和氧化鉻鋁

3、碳自蔓延體系，添加不同含量的碳化鈦來調(diào)節(jié)鎳鋁自蔓延體系的溫度，選用不同粒徑鋁粉來調(diào)節(jié)氧化鉻鋁碳自蔓延體系溫度。將不同燃燒溫度的自蔓延體系分別包裹納米氧化釔和納米氧化鎂初坯進(jìn)行燒結(jié)，從而得到合適的自蔓延體系及相應(yīng)納米陶瓷體系。最終確定選用鎳鋁及摩爾含量為30％的碳化鈦?zhàn)月芋w系包裹平均粒徑為25-50 nm的納米氧化釔初坯進(jìn)行燒結(jié)，可使納米氧化釔初坯晶粒尺寸基本不長大。該體系的燃燒溫度為1350℃，升溫速率為1300℃/min，高溫持續(xù)時(shí)