Al2O3陶瓷显微结构控制与性能的研究

论文摘要

本实验将不同含量与配比的MgO-TiO2添加剂添加到氧化铝微粉中,分别通过球磨混合工艺与超声混合工艺制样,在不同的烧结温度和保温时间下制备氧化铝陶瓷。利用扫描电镜（SEM）、三点弯曲测试仪等检测设备,研究添加剂含量与配比,烧结温度和保温时间对氧化铝陶瓷显微结构以及抗弯强度,体积密度等性能的影响。实验结果表明:添加剂的配比与加入量、烧结温度和保温时间对氧化铝陶瓷的性能均有很大的影响。添加剂的含量与配比显著影响了晶粒的尺寸和形貌。烧结温度可以显著的改变晶体尺寸,并对抗弯强度产生影响;并发现在添加剂配比与含量一定的情况下,存在一个1580℃温度点,该温度点附近的抗弯强度出现异常现象。保温时间对试样性能的影响随添加剂配比而变化,在实验研究的保温时间范围内,在MgO/TiO2的比值低于1时,试样晶粒尺寸随保温时间增加而增大,抗弯强度随保温时间增加而降低;当MgO/TiO2的比值大于1时,试样的晶粒尺寸随保温时间变化不大,抗弯强度升高。混合工艺对试样的显微结构影响不显著,球磨混合工艺下试样体积密度略高于超声工艺下的体积密度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 晶粒的平衡形貌理论
• 2.1.1 Wulff平衡形貌理论
• 2.1.2 晶界理论
• 2.2 氧化铝晶粒生长的影响因素
• 2.2.1 氧化铝的本征显微形貌
• 2.2.2 烧结对氧化铝显微结构的影响
• 2.2.3 掺杂元素对氧化铝显微形貌的影响
• 2.2.4 晶种对氧化铝显微形貌的影响
• 2.2.5 TTG技术对氧化铝显微形貌的影响
• 2.3 显微形貌与性能的关系
• 2.3.1 显微结构与力学性能的关系
• 2.3.2 显微结构增韧机理
• 2.3.3 氧化铝晶粒的各向异性对性能的影响
• 2.4 氧化铝微观结构研究进展
• 第三章 实验方案与测试方法
• 3.1 实验方案设计及组分确定
• 3.2 实验原料
• 3.3 实验仪器
• 3.4 实验基本步骤
• 3.5 试样的测试
• 3.5.1 显微结构分析
• 3.5.2 体积密度气孔率测试
• 3.5.3 抗弯强度测试
• 第四章 实验结果及讨论
• 4.1 添加剂对试样的影响
• 4.1.1 添加剂对试样显微结构的影响
• 4.1.1.1 添加剂含量对试样显微结构的影响
• 4.1.1.2 添加剂配比对试样显微结构的影响
• 4.1.2 添加剂对试样抗弯性能的影响
• 4.1.2.1 添加剂含量对试样抗弯性能的影响
• 4.1.2.2 添加剂配比对试样抗弯性能的影响
• 4.1.3 添加剂对体积密度的影响
• 4.1.4 添加剂对气孔率的影响
• 4.2 烧成制度对试样的影响
• 4.2.1 烧成温度对试样的影响
• 4.2.1.1 烧结温度对试样显微结构的影响
• 4.2.1.2 烧结温度对试样抗弯强度的影响
• 4.2.1.3 烧结温度对试样体积密度的影响
• 4.2.1.4 烧结温度对试样气孔率的影响
• 4.2.2 保温时间对试样的影响
• 4.2.2.1 保温时间对试样显微结构的影响
• 4.2.2.2 保温时间对试样抗弯强度的影响
• 4.2.2.3 保温时间对试样体积密度的影响
• 4.3 混合工艺对试样的影响
• 4.3.1 混合工艺对显微形貌的影响
• 4.3.2 混合工艺对抗弯强度的影响
• 4.3.3 混合工艺对密度的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢