区熔定向凝固法制备Al 2 O 3 /ZrO 2 共晶陶瓷

发布时间：2021-06-29 11:11

　　定向凝固技术可以较好地控制凝固组织的晶粒取向,消除横向晶界,获得单晶组织,提高材料的力学性能。氧化物共晶陶瓷具备耐腐蚀、抗氧化、高强度、高硬度等优良的高温力学性能而受到广泛关注,成为新一代超高温结构材料的候选者之一,在超高温航空航天发动机上具有重要应用前景。本实验采用高频感应区熔定向凝固法制备了 Al203/ZrO2二元共晶陶瓷。主要研究内容和实验结论如下:（1）制备预烧结体。通过对预烧陶瓷的致密度、显气孔率的分析,确定最佳的烧结参数。随着烧结温度的提高,材料的体积密度增加,显气孔率减小,烧结时间对体积密度和气孔率的影响很小,成型压力较小时,烧结时会发生软化,成型压力过高时,烧结陶瓷表面会产生裂纹。在]500℃条件下保温烧结2小时后体积密度为3.87g/cm3,显气孔率为2.43%,硬度为9.51GPa,断裂韧性为3.17MPa·m1/2。（2）定向凝固工艺参数的确定。经过分析感应线圈形状与匝数对温度梯度的影响,并结合实际试验,确定感应线圈为三匝的碟状感应线圈。对2050℃、2200℃、2350℃三个区熔温度后式样的宏观形貌对比,确定区熔温度为2200℃。经过XRD谱图分析,共晶陶瓷由... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 选题背景以及研究意义
    1.2 定向凝固技术
        1.2.1 定向凝固技术的发展与分类
    1.3 共晶生长理论
        1.3.1 规则共晶
        1.3.2 非规则共晶
    1.4 氧化物共晶陶瓷
        1.4.1 氧化铝基共晶陶瓷
        1.4.2 氧化物共晶陶瓷定向凝固常用制备技术
        1.4.3 定向凝固氧化物共晶陶瓷的微观结构特征
    1.5 本课题研究目标与内容
第二章 实验方案及测试方法
    2.1 实验原料及仪器
    2.2 实验流程
        2.2.1 预烧结体制备
        2.2.2 预烧结体烧结
        2.2.3 感应加热区熔定向凝固共晶体制备
    2.3 性能测试与表征
        2.3.1 相对密度及显气孔率
        2.3.2 试样物相分析
        2.3.3 显微结构分析
        2.3.4 硬度的测定
        2.3.5 断裂韧性的测定
第三章 预烧结陶瓷制备与表征
    3.1 烧结温度和保温时间的选择
    3.2 成型压力对预烧结试样性能的影响
    3.3 预烧结陶瓷表征及其性能测试
    3.4 本章小结
第四章 区熔共晶陶瓷制备与表征
    4.1 区熔工艺参数选择
        4.1.1 坩埚的选择
        4.1.2 感应线圈形状及匝数的选择
        4.1.3 区熔温度选择
        4.1.4 坩埚行走速率的选择
    4.2 共晶陶瓷相组成与显微结构
        4.2.1 共晶陶瓷宏观形貌
        4.2.2 共晶陶瓷相组成
        4.2.3 共晶陶瓷微观组织
    4.3 行走速率对共晶陶瓷组织性能的影响
        4.3.1 行走速率对共晶陶瓷微观组织的影响
        4.3.2 行走速率对共晶陶瓷力学性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]区熔法制备Al2O3/MgAl2O4共晶陶瓷[J]. 曹献莹,刘俊成,刘安法,白佳海,任允鹏,丁锐.  人工晶体学报. 2014(10)
[2]感应区熔法制备Al2O3/MgAl2O4/ZrO2共晶陶瓷[J]. 王进,刘俊成,曹献莹,任允鹏,白佳海.  人工晶体学报. 2013(09)
[3]先进发动机高温材料的研究进展[J]. 张颖异,李运刚,田颖.  飞航导弹. 2011(12)
[4]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)
[5]氧化物共晶陶瓷定向凝固研究进展[J]. 张军,刘林,苏海军,傅恒志.  中国材料进展. 2010(07)
[6]碳/碳复合材料高温抗氧化涂层的研究进展[J]. 陈少杰,张教强,郭银明.  腐蚀与防护. 2009(10)
[7]氧化物/氧化物共晶复合陶瓷研究进展[J]. 杨权,张龙,赵忠民,潘传增,曲振生,宋亚林.  材料开发与应用. 2009(04)
[8]超重力下燃烧合成Al2O3/ZrO2的成分、结构与性能[J]. 朱浩,赵忠民,张龙,宋亚林,潘传增.  特种铸造及有色合金. 2009(05)
[9]定向凝固Al2O3/YAG共晶自生复合材料的组织形态及非规则共晶生长[J]. 苏海军,张军,刘林,傅恒志.  金属学报. 2008(04)
[10]Al2O3/ZrO2（Y2O3）共晶复合陶瓷晶体生长机理[J]. 潘传增,张龙,赵忠民,张靖,朱浩.  粉末冶金材料科学与工程. 2007(05)

硕士论文
[1]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：3256339