烧结法制备ZrO 2 /LZAS微晶玻璃复合材料

发布时间：2025-02-11 12:51

　　Li2O-Al2O3-ZnO-SiO2(LZAS)系微晶玻璃具有耐高温、耐磨、耐腐蚀性,热膨胀系数可调等优点,使其具有很好的应用价值。但微晶玻璃仍存在脆性大的不足,这影响了其在很多领域的应用。因此,提高微晶玻璃的韧性、解决其脆性问题的研究意义重大。颗粒增韧是提高微晶玻璃韧性的有效途径之一,本文在研究微晶玻璃烧结原理、优化烧结工艺的基础上,获得了氧化锆颗粒增韧LZAS系微晶玻璃复合材料,其韧性改善效果明显。本文首先设计了LZAS系微晶玻璃成分,采用采用正交实验法、一步烧结法、两步烧结法等试验方法制备ZrO2/Li2O-Al203-ZnO-SiO2系微晶玻璃复合材料。通过XRD、DTA、SEM等分析手段,结合样品线收缩率、体积密度、维氏硬度、抗折强度以及断裂韧性等实验数据对微晶玻璃复合材料物相、微观组织、析晶动力学和性能进行分析,并探究了氧化锆含量对复合材料韧性的影响及增韧机理。结果表明,实验采用的LZAS系微晶玻璃析晶活化能较低且E=88.14 kJ/mol,具有较强的析晶能力；热处理工艺参数对体积密度影响程度顺序为晶化温度>晶化时间>核化时间>核化温度,其中晶化温度影响...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 微晶玻璃
        1.2.1 微晶玻璃的分类
        1.2.2 微晶玻璃的发展及其特点
        1.2.3 微晶玻璃的应用
        1.2.4 微晶玻璃的制备方法
        1.2.5 锂铝锌硅系微晶玻璃在国内外的研究进展
    1.3 微晶玻璃及其强韧化的国内外研究现状
        1.3.1 微晶玻璃强韧化研究
        1.3.2 氧化锆/微晶玻璃的制备方法
    1.4 本文的选题依据与研究意义
    1.5 本文主要研究目的和内容
2 实验过程及方法
    2.1 实验主要原料和仪器
        2.1.1 实验用主要仪器
        2.1.2 实验原材料
    2.2 实验流程图
    2.3 样品制备
        2.3.1 玻璃粉体的制备
        2.3.2 块状样品的制备
        2.3.3 样品的烧结
    2.4 分析与测试
        2.4.1 密度测试
        2.4.2 分体粒径分布
        2.4.3 线收缩率测试
        2.4.4 相组成分析
        2.4.5 差示扫描热分析
        2.4.6 微观组织观察
        2.4.7 力学性能测试
3 玻璃成分设计
    3.1 LZAS系玻璃成分理论
    3.2 玻璃各氧化物的选择
    3.3 LZAS玻璃的基本性能研究
    3.4 本章小结
4 玻璃的烧结过程和析晶动力学研究
    4.1 LZAS玻璃生坯的烧结收缩行为
    4.2 LZAS烧结工艺研究
        4.2.1 两步法制备探究
        4.2.2 一步法制备探究
    4.3 LZAS析晶动力学研究
        4.3.1 理论分析
        4.3.2 玻璃析晶动力学参数及方程
        4.3.3 实验过程及结果
    4.4 本章小结
5 ZrO₂/LZAS复合材料的研究
    5.1 氧化锆的基本性质
        5.1.1 氧化锆粒径分析
        5.1.2 预定条件氧化锆的相变分析
    5.2 复合材料的制备
        5.2.1 微晶玻璃复合材料的制备方法
        5.2.2 微晶玻璃复合材料的成分设计
        5.2.3 复合材料的烧结
    5.3 复合材料的物相和微观组织结构分析
        5.3.1 微晶玻璃复合材料的物相分析
        5.3.2 微晶玻璃复合材料的微观组织分析
    5.4 复合材料的力学性能及强韧化机制
        5.4.1 复合材料的力学性能
        5.4.2 复合材料的强韧化机制
    5.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：4033292