ZTA复合陶瓷制备及其抗热震性能的研究

发布时间：2022-10-21 18:43

　　ZrO₂增韧Al₂O₃陶瓷（ZTA陶瓷）具有耐腐蚀、耐磨损、高强度、高韧性及高性价比等特点,是目前使用广泛的一种高性能工程陶瓷材料,但较差的抗热震性能,限制了其在快冷领域的应用。根据陶瓷材料抗热震理论,通过降低材料的热膨胀系数、弹性模量,提高材料的强度韧性、热导率等途径,可以改善ZTA陶瓷的抗热震性能。本文通过引入堇青石、纳米Al₂O₃粉体及微米SiC粉体来降低ZTA陶瓷的热膨胀系数,提高其强韧度和热导率,进而改善了ZTA陶瓷的抗热震性能。首先,研究助烧剂SiO₂、CaO和TiO₂含量及烧结温度对ZTA陶瓷（Al₂O₃和ZrO₂两者质量比为7:3）性能的影响,利用XRD和SEM分析了陶瓷的物相组成和微观结构,并在300℃~1000℃进行抗热震实验。结果表明,随着烧结温度升高,t-ZrO₂的衍射峰强逐渐减弱,m-ZrO₂的衍射峰... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 概述
    1.2 ZTA的特性、用途研究进展
        1.2.1 Al_2O_3陶瓷
        1.2.2 ZrO_2陶瓷
        1.2.3 ZTA陶瓷性能与应用
        1.2.4 ZTA陶瓷增韧机理
    1.3 陶瓷材料抗热震性能
        1.3.1 陶瓷抗热震理论
        1.3.2 影响陶瓷材料抗热震性的因素及提高陶瓷材料抗热震性方法
        1.3.3 陶瓷材料抗热震性能测试方法
    1.4 课题的研究内容及创新点
        1.4.1 本课题的研究内容
        1.4.2 本课题的创新点
2 实验过程及测试方法
    2.1 实验原料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方案
        2.3.1 工艺流程
        2.3.2 样品制备
    2.4 性能测试及表征
        2.4.1 X射线衍射仪分析
        2.4.2 扫描电镜及能谱分析
        2.4.3 激光粒度仪分析
        2.4.4 热膨胀系数分析
        2.4.5 密度测试
        2.4.6 抗弯强度测试
        2.4.7 断裂韧性测试
        2.4.8 抗热震性测试
3 烧剂助剂和堇青石含量对ZTA陶瓷性能的影响
    3.1 引言
    3.2 助烧剂CST体系对ZTA复合陶瓷性能的影响
        3.2.1 相对密度分析
        3.2.2 力学性能分析
        3.2.3 抗热震性能分析
        3.2.4 物相分析
        3.2.5 显微结构分析
    3.3 堇青石含量对ZTA陶瓷性能的影响
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 显微结构分析
        3.3.3 相对密度分析
        3.3.4 力学性能分析
        3.3.5 热膨胀系数分析
        3.3.6 抗热震性能分析
    3.4 本章小结
4 纳米Al_2O_3粉体含量及超声分散对ZTA陶瓷性能的影响
    4.1 引言
    4.2 纳米Al_2O_3粉体含量对ZTA陶瓷性能的影响
        4.2.1 相对密度分析
        4.2.2 力学性能分析
        4.2.3 抗热震性能分析
        4.2.4 XRD物相分析
        4.2.5 显微形貌分析
    4.3 超声分散对纳米Al_2O_3粉体和ZTA陶瓷性能的影响
        4.3.1 不同超声时间对团聚体粒径分布及比表面积的影响
        4.3.2 不同超声分散时间ZTA陶瓷性能的影响
        4.3.3 显微结构分析
    4.4 本章小结
5 SiC含量及烧结工艺对ZTA陶瓷抗热震性能的影响
    5.1 引言
    5.2 SiC含量对ZTA陶瓷材料性能的影响
        5.2.1 XRD物相分析
        5.2.2 显微结构及能谱分析
        5.2.3 力学性能分析
        5.2.4 抗热震性能分析
    5.3 热压烧结对ZTA复合材料性能的影响
        5.3.1 相对密度和力学性能分析
        5.3.2 抗热震性能分析
        5.3.3 XRD物相分析
        5.3.4 显微结构分析
    5.4 本章小结
6 结论
参考文献
个人简历
硕士期间个人成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[4]纳米γ-Al2O3粉体的低成本制备和热处理工艺研究[D]. 谢田甜.浙江大学 2006
[5]ZrO2/Al2O3复合陶瓷的制备及其性能研究[D]. 梁艳媛.哈尔滨理工大学 2006



本文编号：3696176