氧化锆-氧化锆/氧化铝层状复合陶瓷的制备研究

发布时间：2024-11-03 04:52

　　氧化锆、氧化铝作为使用非常广泛的先进陶瓷材料一直被人们青睐,但是随着技术的发展,市场也趋于饱和,陶瓷产品的市场竞争愈演愈烈,为适应市场需要、提高产品的竞争力,各厂家对产品的性能提出了更高的要求:高韧性、高强度、耐高温、高的抗热震性能。而层状复合陶瓷作为新型结构陶瓷被越来越多的人研究,因此制备氧化锆-氧化铝系层状复合陶瓷替代氧化锆制品既能满足市场需要,又能节省锆资源。目前人们研究氧化锆-氧化铝系层状复合陶瓷多以表面薄层为主,约200-500μm,在一些高温领域此种结构设计不能满足使用要求,而且大部分表层不是氧化锆而是氧化锆复合氧化铝陶瓷,氧化铝易于其他组分高温下反应。因此目前的氧化锆-氧化铝系层状复合陶瓷还不能很好的满足市场需求。因此,本课题主要研究厚层复合的表层为氧化锆的氧化锆-氧化锆/氧化铝层状复合陶瓷。本文以部分稳定氧化锆、氧化锆（单斜相）、石英、碳酸钙、氧化铝等为原料进行研究。影响氧化锆-氧化锆/氧化铝实现厚层复合的最大因素为氧化锆和氧化铝基体的热膨胀差异过大。在烧结过程和降温过程中层间热应力会导致在层界面处出现应力集中的现象从而导致复合陶瓷发生层裂现象。根据上述现象实验,通过调整...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 氧化锆概述
        2.1.1 氧化锆晶体结构
        2.1.2 稳定剂对氧化锆陶瓷的影响
        2.1.3 应力诱导相变增韧
        2.1.4 相变诱发微裂纹增韧
    2.2 层状陶瓷结构分类
        2.2.1 强界面结合
        2.2.2 强弱界面结合
        2.2.3 强-延性夹层
    2.3 陶瓷抗热震性和研究现状
        2.3.1 抗热震性理论
        2.3.2 陶瓷抗热震性的研究现状
    2.4 氧化锆-氧化铝系层状复合陶瓷研究现状
    2.5 层状复合陶瓷成型研究
    2.6 课题研究意义及主要内容
        2.6.1 氧化锆-氧化锆/氧化铝层状复合陶瓷材料热膨胀系数匹配的研究
        2.6.2 氧化锆-氧化锆/氧化铝层状复合陶瓷材料烧成收缩率匹配性的研究
3 实验部分
    3.1 实验原料与设备
        3.1.1 实验原料
        3.1.2 实验主要仪器设备
    3.2 实验方案
    3.3 实验工艺
    3.4 性能测试
        3.4.1 X射线衍射(XRD)
        3.4.2 扫描电镜分析(SEM)
        3.4.3 能谱仪分析(EDS)
        3.4.4 热膨胀分析
        3.4.5 TG-DTA分析
        3.4.6 抗折强度的测定
4 分析与讨论
    4.1 PSZ-PSZ/Al₂O₃ 层状复合陶瓷的研究
        4.1.1 ZrO₂ 加入量对Al₂O₃ 层热膨胀的影响
        4.1.2 烧结助剂对不同含量的氧化锆/氧化铝层热膨胀的影响
        4.1.3 石英加入量对氧化锆/氧化铝层热膨胀的影响
        4.1.4 DTA-TG分析
        4.1.5 XRD分析
        4.1.6 微区元素分析
        4.1.7 SEM分析
        4.1.8 抗折强度分析
        4.1.9 抗热震分析
    4.2 FSZ-FSZ/Al₂O₃ 层状复合陶瓷的研究
        4.2.1 碳酸钙加入量对氧化锆陶瓷热膨胀的影响
        4.2.2 全稳定氧化锆含量对氧化锆/氧化铝层陶瓷的影响
        4.2.3 造孔剂对氧化锆层陶瓷的影响
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献



本文编号：4010709