共晶成分Al 2 O 3 /ZrO 2 /YAG粉体与陶瓷的制备及性能研究

发布时间：2021-11-21 12:30

　　采用醇水共沉淀法制备了Al₂O₃/ZrO₂/YAG共晶成分复相粉体,探究了前驱体制备过程中阴离子种类、阳离子浓度、p H值、分散剂种类、陈化时间对于前驱体分散性与形貌影响,优化了前驱体的制备参数,前驱体形貌采用SEM进行了表征。在不同温度下对前驱体进行了煅烧,并采用TG-DTA、XRD等表征方法对前驱体的相变过程进行研究,确定了最佳煅烧温度。前驱体煅烧后制备出粒径为300nm左右的Al₂O₃/ZrO₂/YAG共晶成分复相粉体,粉体分散性良好,物相准确,为α-Al2O3、c-Zr O2、YAG。采用TEM对粉体物相结构特征进行了表征,TEM形貌结合衍射斑点图表明粉体具有α-Al2O3相颗粒包裹c-Zr O2相颗粒的特殊结构。采用液相法制备的粉体为原料,应用热压烧结工艺进行了Al₂O₃/ZrO₂/YAG复相陶瓷烧结体的制备,热压烧结曲线表明复相陶瓷的最快致密化温度为1500o C。选定1400o... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 共晶陶瓷研究现状
    1.3 复相陶瓷研究现状
    1.4 复相陶瓷粉体的制备
        1.4.1 化学共沉淀法
        1.4.2 水解沉淀法
        1.4.3 水热法
        1.4.4 微乳液法
        1.4.5 醇水共沉淀法
    1.5 复相陶瓷的烧结工艺
        1.5.1 无压烧结
        1.5.2 热压烧结
        1.5.3 放电等离子体烧结(SPS)
    1.6 共晶陶瓷制备方法
        1.6.1 布里奇曼法
        1.6.2 激光区域熔凝法
        1.6.3 定边喂膜法
        1.6.4 微拉法
    1.7 复相陶瓷强化增韧机理概述
        1.7.1 短纤维及晶须韧化
        1.7.2 延性相增韧
        1.7.3 相变增韧
        1.7.4 内晶型结构增韧
    1.8 本文主要研究内容
第2章 试验材料与研究方法
    2.1 试验所需原材料
    2.2 试验样品的制备
        2.2.1 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶成分粉体的制备
        2.2.2 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶成分复相陶瓷烧结体的制备
        2.2.3 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的制备
    2.3 材料的组织结构分析
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 扫描电镜(SEM)分析与能谱(EDS)分析
        2.3.3 TG-DTA检测分析
        2.3.4 样品的透射电镜(TEM)分析
    2.4 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相块体材料的基本性能测试
        2.4.1 密度与致密度
        2.4.2 室温抗弯强度
        2.4.3 高温抗弯强度
        2.4.4 断裂韧性
        2.4.5 维氏硬度
第3章 三元共晶成分Al_2O_3/ZrO_2/YAG粉体的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 阴离子种类对Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相前驱体合成的影响
    3.3 阳离子浓度对Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相前驱体合成的影响
    3.4 醇水比对Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相前驱体合成的影响
    3.5 pH值对Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相前驱体合成的影响
    3.6 分散剂种类对Al_2O_3/ZrO_2/YAG前驱体合成的影响
    3.7 陈化时间对Al_2O_3/ZrO_2/YAG前驱体合成的影响
    3.8 优化后Al_2O_3/ZrO_2/YAG前驱体的形貌与均匀性表征
    3.9 Al_2O_3/ZrO_2/YAG粉体物相变化分析与煅烧温度优化
    3.10 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相粉体的结构分析
    3.11 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相粉体的成分比例确定
    3.12 本章小结
第4章 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的制备及组织性能表征
    4.1 引言
    4.2 Al_2O_3/ZrO_2/YAG热压块体制备工艺及烧结曲线分析
    4.3 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的组织结构分析
        4.3.1 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷物相分析
        4.3.2 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷组织分析
    4.4 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的力学性能分析
        4.4.1 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的致密度
        4.4.2 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的抗弯强度
        4.4.3 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的断裂韧性
        4.4.4 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的弹性模量
        4.4.5 Al_2O_3/ZrO_2/YAG复相陶瓷的维氏硬度
    4.5 本章小结
第5章 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的制备及组织性能表征
    5.1 引言
    5.2 Al_2O_3/ZrO_2/YAG三元共晶陶瓷的制备工艺
    5.3 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的组织结构
        5.3.1 熔凝温度对Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的组织结构影响
        5.3.2 坯体类型对Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷组织结构影响
    5.4 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的力学性能
    5.5 Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷的组织热稳定性
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]反应烧结制备Si3N4/SiC复相陶瓷及其力学性能研究[J]. 胡海龙,姚冬旭,夏咏锋,左开慧,曾宇平.  无机材料学报. 2014(06)
[2]Synthesis of monodisperse erbium aluminum garnet （EAG） nanoparticles via a microwave method[J]. 胡松,陆春华,王卫,丁明烨,倪亚茹,许仲梓.  Journal of Rare Earths. 2013(05)
[3]激光区熔Al2O3/Er3Al5O12共晶自生复合陶瓷的组织与断裂韧性[J]. 邓杨芳,张军,苏海军,宋衎,刘林,傅恒志.  无机材料学报. 2011(08)
[4]Y2O3-Al2O3粉体固相反应制备Y-Al-O体系陶瓷的对比研究[J]. 李长青,张俊才,张明福,左洪波.  硅酸盐学报. 2010(12)
[5]氧化铝、氢氧化铝的XRD鉴定[J]. 李波,邵玲玲.  无机盐工业. 2008(02)
[6]Al2O3-ZrO2-YAG复相粉末的低温合成研究[J]. 邵刚勤,周芙蓉,段兴龙,史晓亮,封铁柱.  人工晶体学报. 2007(03)
[7]络合沉淀法制备Al2O3-ZrO2复合粉[J]. 曹怡,薛群虎,武志红,刘世聚.  耐火材料. 2006(05)
[8]水热法制备纳米氧化锆晶体[J]. 卢瑶,尹衍升,陈守刚.  江苏陶瓷. 2005(01)
[9]纳米微乳液法制备球形氧化锆粉体及其致密化行为[J]. 马天,黄勇,杨金龙,何锦涛.  稀有金属材料与工程. 2004(11)
[10]Al2O3/YAG共晶自生复合陶瓷的激光熔凝实验研究[J]. 张军,苏海军,刘林.  航空材料学报. 2003(S1)

博士论文
[1]3Y-ZrO2纤维增韧ZrB2基超高温陶瓷材料微观结构及性能研究[D]. 林佳.哈尔滨工业大学 2013
[2]Al2O3/ZrO2/YAG共晶陶瓷的制备及组织特征[D]. 付雪松.大连理工大学 2013
[3]微波法制备YAG粉体微观结构的调控及其烧结性的研究[D]. 张晓琳.山东大学 2011

硕士论文
[1]Al2O3-ZrO2-YAG复相陶瓷的制备及性能研究[D]. 周芙蓉.武汉理工大学 2007



本文编号：3509515