氧化鋁基納米復相陶瓷的制備與超塑變形.pdf

1、納米復相陶瓷具有優(yōu)良的室溫和高溫力學性能，使其在切削刀具、軸承、高溫發(fā)動機部件等諸多方面都有廣泛的應用。Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>納米復相陶瓷不僅具有高硬度、介電性能好、易燒結等優(yōu)良特性還具有高韌性、超塑性等特點。本文研究了Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>納米復合粉體的制備、燒結以及塊體材料的超塑變形。 采用溶膠-凝膠法制備了Al<,2>O<,3>-ZrO

2、<,2>-MgAl<,2>O<,4>粉體，研究了制備過程中溶液初始濃度、PH值、煅燒溫度、表面活性劑、醇水比、分散劑對粉體顆粒大小、分布、團聚狀態(tài)的影響。最終所得Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>粉體的顆粒尺寸在20納米左右，各相顆粒分散良好、粒徑一致，無硬團聚。不同煅燒溫度下納米粉體的XRD以及熱失重-差熱(TG-DTA)分析顯示：該粉體中主要含有Al<,2>O<,3>基體以及ZrO<,2>和MgAl<

3、,2>O<,4>第二相顆粒，僅剩很少量的MgO沒有發(fā)生反應。經1000℃煅燒后粉體處于穩(wěn)定狀態(tài)，生成了較高溫度下的穩(wěn)定相。 研究了Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>納米復合粉體的熱壓燒結工藝。不同燒結溫度下燒結體材料的相對密度和平均粒徑的測量結果表明：其合適的燒結溫度為1450-1500℃。掃描電鏡觀察發(fā)現，1450℃熱壓燒結的斷口以沿晶和穿晶混合斷裂為主，晶粒結合緊密，可以清楚地看到晶粒輪廓以及

4、晶粒拔出后留下的類似“韌窩”形貌。熱壓燒結后測得Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>坯料的致密度為98.1％，表明通過熱壓燒結能使納米復合粉體達到很高的致密度。 對Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>-MgAl<,2>O<,4>三元納米復相陶瓷進行了超塑性壓縮試驗。結果表明：由于納米復合粉體中的第二相在燒結和變形過程中有效地阻止了基體Al<,2>O<,3>的晶粒長大，在1500℃該材料表現出良好的