烧结助剂对3Y-TZP/Al 2 O 3 复相陶瓷力学性能的影响

发布时间：2024-12-02 22:28

　　由于ZrO₂陶瓷具有高强度、高硬度、耐腐蚀、低热导率、低热膨胀系数等优点,所以在功能陶瓷和结构陶瓷等领域有着广泛的应用。其中,3 mol.%氧化钇稳定氧化锆（3Y-TZP）以其相对优异的力学性能受到了学者们的重视,但是其低温抗老化性能一般,这就限制了其进一步的发展和应用。因此,研究者们采用将高弹性模量、高硬度的Al₂O₃添加到3Y-TZP陶瓷中的方法来改善其力学性能。然而,Al₂O₃和ZrO₂都是属于高熔点的氧化物,其熔点均在2000℃以上,常压烧结下很难制备出致密度高、力学性能好的3Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷。烧结助剂不仅能降低复相陶瓷的烧结温度,而且还可以起到改善其力学性能的目的。本研究首先采用高能球磨的方法,制备出3Y-TZP纳米粉体,然后将其与纳米Al₂O₃粉体混合球磨,并在其中分别添加烧结助剂MnO₂-CeO₂和T...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 引言
    1.2 氧化锆陶瓷简介
        1.2.1 氧化锆的晶相类型
        1.2.2 氧化锆的晶相稳定化
    1.3 氧化锆陶瓷增韧机理
        1.3.1 应力诱导相变增韧
        1.3.2 微裂纹增韧
        1.3.3 裂纹的分支和偏转增韧
        1.3.4 表面强化增韧
    1.4 氧化锆基复相陶瓷材料的研究
        1.4.1 ZrO₂/Mg Al₂O₄复相陶瓷材料研究
        1.4.2 ZrO₂/SiC复相陶瓷材料的研究
        1.4.3 ZrO₂/mullite复相陶瓷材料的研究
        1.4.4 ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷材料的研究
    1.5 ZrO₂/Al₂O₃复相陶瓷的制备方法
        1.5.1 机械球磨法
        1.5.2 液相合成法
        1.5.3 气相合成法
    1.6 ZrO₂/Al₂O₃复合陶瓷的烧结工艺
        1.6.1 常压烧结
        1.6.2 热压烧结
        1.6.3 热等静压烧结
        1.6.4 微波烧结
    1.7 研究目的和内容
2 实验原料、设备及表征方法
    2.1 实验所用原料和设备
    2.2 陶瓷试样的制备
    2.3 物相组成成分及组织结构表征
        2.3.1 物相结构(XRD)
        2.3.2 组织形貌(FESEM)
    2.4 性能表征
        2.4.1 密度
        2.4.2 维氏硬度
        2.4.3 断裂韧性
        2.4.4 弯曲强度
3 MnO₂-CeO₂对3Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷结构和力学性能的影响
    3.1 实验过程
    3.2 实验结果与分析
        3.2.1 复相陶瓷XRD物相分析
        3.2.2 复相陶瓷的微观形貌
        3.2.3 复相陶瓷的力学性能
    3.3 小结
4 TiO₂-MgO对3Y-TZP/Al₂O₃复相陶瓷结构和力学性能的影响
    4.1 实验过程
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 复相陶瓷XRD物相分析
        4.2.2 复相陶瓷的力学性能
    4.3 小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：4014010