碳复合氧化锆陶瓷材料制备与性能研究

发布时间：2024-07-08 21:34

　　氧化锆陶瓷材料具有室温下优异的力学性能及优良的耐高温和化学腐蚀性,有着非常广泛应用前景的高温陶瓷材料。由于其自身存在脆性和导热性能欠佳,在一定程度上制约了其应用范围。本论文基于多层石墨烯纳米片(GNs)优良的物理化学性能,提出利用球磨包覆、搅拌分离处理的鳞片石墨(FG)复合氧化钇稳定的氧化锆(3Y-TZP)材料进行复合,并与纯氧化锆(3Y-TZP)材料、直接添加石墨烯复合氧化锆材料性能对比,研究三者高温煅烧后的物相及显微结构、烧结性能、抗折强度和热导率的变化规律。结果表明:(1)不同碳复合氧化锆陶瓷材料经过高温煅烧后均没有发生新的物相变化,依然保持其纯3Y-TZP的四方稳定晶体结构;而对于球磨-搅拌分离工艺处理的鳞片石墨复合氧化锆材料,氧化锆表面包裹的鳞片石墨微观形貌会变薄变细,与石墨烯(GNs)类似,并且跟氧化锆颗粒结合牢固,不脱落。(2)与纯3Y-TZP对比,不同碳材料的复合氧化锆陶瓷材料在高温煅烧后烧结性能均有不同程度的改善,其中0.5wt%GNs/3Y-TZP材料在1650℃煅烧后相对密度达到96%,对于球磨包覆、搅拌分离处理的1.0wt%FG/3Y-TZP材料在1650℃煅烧...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
    1.1 前言
    1.2 氧化锆材料的特性与应用现状
        1.2.1 氧化锆特性
        1.2.2 氧化锆材料应用现状
    1.3 常用碳材料的特性与应用
        1.3.1 石墨烯结构特性与应用
        1.3.2 鳞片石墨结构特性与应用
    1.4 机械力的物理化学作用及其应用
    1.5 本论文的提出及主要研究内容
第2章 实验及测试方法
    2.1 实验原料与方案
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验配方
    2.2 实验流程
    2.3 材料制备与测试表征
        2.3.1 原料预处理
        2.3.2 材料制备
        2.3.3 实验测试与表征
第3章 球磨-搅拌分离工艺对鳞片石墨复合氧化锆结合行为研究
    3.1 球磨对鳞片石墨复合氧化锆结合行为影响
    3.2 搅拌分离对鳞片石墨复合氧化锆结合行为影响
        3.2.1 不同参数对搅拌分离效果影响
        3.2.2 搅拌分离对鳞片石墨复合氧化锆表观形貌影响
    3.3 本章小结
第4章 球磨-搅拌分离处理后鳞片石墨复合氧化锆材料性能研究
    4.1 物相分析
    4.2 烧结性能
    4.3 抗折强度
    4.4 导热性能
    4.5 形貌分析
    4.6 本章小结
第5章 石墨烯复合氧化锆材料性能研究
    5.1 物相变化
    5.2 烧结性能
    5.3 抗折强度
    5.4 导热性能
    5.5 形貌分析
    5.6 讨论
        5.6.1 颗粒间摩擦力对氧化锆陶瓷材料性能影响
        5.6.2 不同碳材料拔出效应对氧化锆陶瓷性能影响
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目



本文编号：4003912