添加劑對Al2O3-ZrO2復相陶瓷燒結與力學性能的影響.pdf

1、自從發(fā)現(xiàn)氧化鋁、氧化鋯陶瓷有著優(yōu)良的物理和化學性能以來,將兩者復合便成為研究的重點。通過研究陶瓷材料的韌強化機制,提出了多種強韌理論,如顆粒彌散增韌,相變增韌、顯微結構強韌化、層狀復合陶瓷強韌化機制、固溶強化等。無論哪種強韌化機制,要想得到較好的強韌性能,對材料的顯微結構都具有較高的要求,因此獲得燒結致密并且晶粒不出現(xiàn)異常長大的陶瓷顯得尤為重要。另外,陶瓷材料在常溫下的性能研究已經(jīng)比較成熟,然而在高溫方面,隨著耐火材料和高溫陶瓷材料的不

2、斷研究和廣泛應用,對陶瓷材料的高溫性能要求不斷提高,深入研究已顯得十分重要。
　　 本文針對陶瓷材料的燒結性能和高溫性能,較為系統(tǒng)地研究了添加劑對陶瓷材料密度和力學性能的影響以及Al2O3-ZrO2復相陶瓷的高溫力學性能,重點探討了以下四個方面的內(nèi)容:
　　 首先,研究了黏結劑對Al2O3-ZrO2復合陶瓷材料的相對密度的影響,主要包括黏結劑的選擇、黏結劑的比例以及黏結劑的總添加量等,同時研究了黏結劑的比例和總添加量對陶

3、瓷材料力學性能影響。研究發(fā)現(xiàn):甲基纖維素(CMC)和聚乙烯醇(PVA)對Al2O3-ZrO2復合陶瓷材料相對密度的影響明顯,加入比例為mPVA:mCMC=1:2.75時,坯體和燒結體的相對密度最大；比例一定時,加入黏結劑總量占粉體總質量的質量分數(shù)為5％時,氣孔率,吸水率達到最小值,陶瓷材料的相對密度最大。
　　 其次,在以上研究的基礎上,綜合不同添加劑的作用,選擇了三種適合的燒結助劑來研究燒結助劑對材料致密度的影響規(guī)律。研究結果

4、表明:SiO2的加入對材料致密度增大沒有明顯作用,隨著加入量的增多,材料的相對密度反而減小。MgO的加入有助于提高材料的相對密度,材料的相對密度峰值隨ZrO2含量不同在0.25％～1％范圍內(nèi)出現(xiàn),當MgO加入量為0.5％時,材料的抗折強度達到最大值。Y2O3的加入量為0.5％B寸,相對密度和抗折強度均達到最大值。最后選擇三種燒結助劑的最優(yōu)配比,得到燒結助劑加入量較優(yōu)參數(shù)的實驗結果。
　　 再次,研究了以上三中燒結助劑對材料抗彎強