Y 2 O 3 -Nb复合材料的抗热震和耐熔融铈侵蚀性能

发布时间：2025-01-09 00:33

　　熔炼金属和高温合金坩埚的选材是影响其纯度的关键。氧化钇优异的抗侵蚀性能和高温稳定性使其在高温合金熔炼坩埚材料领域具有广泛的应用前景,但其较差的力学性能和抗热震性能限制了其发展和工业应用。充分考虑高温热循环服役条件下热应力对材料的影响,基于金属铌具有高熔点、优异的延展性及与氧化钇相近的热膨胀系数等特点,本文采用热压烧结方法制备了满足金属和高温合金熔炼的Y₂O₃-Nb复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、万能力学试验机、激光热导仪等分析测试手段研究了Nb含量对Y₂O₃-Nb复合材料物相、显微组织、力学性能、热物理性能、抗热震性能和耐熔融Ce侵蚀性能的影响规律。研究结果表明,Nb的引入提高了Y₂O₃陶瓷的烧结性能和力学性能。5vol.%Y₂O₃-Nb复合材料的致密度、硬度最大,分别为98.46%、8.28GPa。随Nb含量的增加,复合材料的弹性模量、抗弯强度和断裂韧性明显提高,20vol.%Y₂...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 金属及高温合金熔炼用坩埚材料
        1.2.1 冷坩埚
        1.2.2 石墨坩埚
        1.2.3 无机盐类坩埚
    1.3 氧化钇坩埚的研究现状
        1.3.1 氧化钇的基本性质及应用
        1.3.2 氧化钇涂层坩埚
        1.3.3 氧化钇陶瓷坩埚
        1.3.4 Y₂O₃坩埚材料文献简析
    1.4 本课题研究目的、意义及主要内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 试验用原材料
    2.2 Y₂O₃-Nb复合材料的制备
    2.3 Y₂O₃-Nb复合材料成分及组织结构分析
    2.4 Y₂O₃-Nb复合材料性能分析测试方法
第3章 Y₂O₃-Nb复合材料的制备及力学和热学性能
    3.1 粉体的预处理与粒径分析
        3.1.1 高能球磨Nb粉的形貌表征和粒径分析
        3.1.2 Y₂O₃-Nb复合粉体物相分析、形貌表征及粒径分析
    3.2 Y₂O₃-Nb复合材料的显微组织
        3.2.1 Y₂O₃-Nb复合材料的物相组成
        3.2.2 Y₂O₃-Nb复合材料的致密度
        3.2.3 Y₂O₃-Nb复合材料的组织形貌
    3.3 Y₂O₃-Nb复合材料的力学性能
        3.3.1 Y₂O₃-Nb复合材料的弹性模量
        3.3.2 Y₂O₃-Nb复合材料的硬度
        3.3.3 Y₂O₃-Nb复合材料的抗弯强度
        3.3.4 Y₂O₃-Nb复合材料的断裂韧性
    3.4 Y₂O₃-Nb复合材料的热学性能
        3.4.1 Y₂O₃-Nb复合材料的等压热容
        3.4.2 Y₂O₃-Nb复合材料的热扩散系数
        3.4.3 Y₂O₃-Nb复合材料的热导率
        3.4.4 Y₂O₃-Nb复合材料的热膨胀系数
    3.5 本章小结
第4章 Y₂O₃-Nb复合材料的抗热震性能
    4.1 Y₂O₃-Nb复合材料抗热震损伤参数
    4.2 Y₂O₃-Nb复合材料的抗热震断裂性
        4.2.1 Y₂O₃-Nb复合材料的抗热震残余强度
        4.2.2 Y₂O₃-Nb复合材料的抗热震残余强度保持率
    4.3 Y₂O₃-Nb复合材料循环热震后的物相组成
    4.4 Y₂O₃-Nb复合材料循环热震后组织形貌
        4.4.1 Y₂O₃-Nb复合材料循环热震后表面组织形貌
        4.4.2 Y₂O₃-Nb复合材料循环热震后截面组织形貌
        4.4.3 Y₂O₃-Nb复合材料循环热震后断口组织形貌
    4.5 本章小结
第5章 Y₂O₃-Nb复合材料耐熔融Ce的侵蚀性能
    5.1 Y₂O₃-Nb复合材料经侵蚀后的微观组织形貌
    5.2 Nb含量及侵蚀时间对Y₂O₃-Nb复合材料侵蚀层厚度影响
    5.3 侵蚀温度对Y₂O₃-Nb复合材料抗侵蚀性能的影响
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4024864