添加劑對(duì)致密氧化鉻材料燒結(jié)性能的影響.pdf

1、以氧化鉻微粉為主要原料，采用聚乙烯醇（PVA）為結(jié)合劑，采用標(biāo)準(zhǔn)氮?dú)饪刂茪夥眨醴謮悍謩e控制在10-2 atm、10-4 atm、10-6 atm，選擇1350℃、1400℃、1450℃保溫3h燒成，系統(tǒng)研究了不同添加劑TiO2、Cr（OH）3溶膠、金屬Cr和m-ZrO2對(duì)Cr2O3材料燒結(jié)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明： （1） TiO2通過(guò)Ti4+置換Cr3+，抑制了高揮發(fā)性鉻離子的形成，產(chǎn)生了鉻離子空位及引起晶格畸變，增大了Cr

2、3+擴(kuò)散速率，從而促進(jìn)了Cr2O3材料燒結(jié)。1450℃×3h，氧分壓為10-6atm或10-4atm燒成條件下，最初隨著TiO2加入量的增加，燒后Cr2O3材料的體積密度迅速增加，顯氣孔率迅速降低。但隨著TiO2加入量進(jìn)一步增加達(dá)到一定量后，體積密度和顯氣孔率變化不明顯。 （2）氫氧化鉻膠體的加入促進(jìn)了氧化鉻材料的燒結(jié)。氫氧化鉻膠體在燒成過(guò)程中分解生成的納米Cr2O3具有大的比表面積，一定程度上增加了氧化鉻顆粒間相互接觸面積，促

3、進(jìn)頸部的形成和界面的移動(dòng)，有利于擴(kuò)散傳質(zhì)；納米Cr2O3高的化學(xué)活性，也賦予Cr2O3以很大的燒結(jié)推動(dòng)力。1350℃燒成的試樣引入0.3％氫氧化鉻膠體時(shí)，顯氣孔率從1.33％迅速下降到0.39％。但隨著膠體加入量的增加，過(guò)多的膠體在試樣中可能引起團(tuán)聚，其燒結(jié)收縮與周?chē)w發(fā)生脫離，造成較大的孔洞，致使強(qiáng)度有所下降。 （3）0.5wt％的金屬Cr即可明顯降低試樣內(nèi)部氧分壓，且由于此時(shí)氧化反應(yīng)引起的膨脹小，Cr2O3材料在10-2a

4、tm和10-4atm的較高氧分壓下即可實(shí)現(xiàn)致密化燒結(jié)。 Cr2O3材料中引入的金屬Cr不宜過(guò)多，否則膨脹反應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，試樣的顯氣孔率增加，體積密度降低，且其中多為大氣孔，高達(dá)25～30μn。 （4） m-ZrO2也可促進(jìn)了Cr2O3材料的燒結(jié)（同時(shí)添加有3wt％ TiO2）。但當(dāng)m-ZrO2加入量超過(guò)2wt％時(shí)，促進(jìn)燒結(jié)作用已不明顯。 m-ZrO2通過(guò)相變微裂紋機(jī)制顯著改善Cr2O3材料的抗熱震性。115