碳化物、氧化物陶瓷前驱粉体制备及表征

论文摘要

陶瓷材料相比于传统材料来说,在硬度,高温力学性能,以及热学、光学、电导、介电、压电和磁学方面有着十分优异的性能,广泛用于各个工业领域。陶瓷材料的性能与前驱粉体的物化特性、制备方法、辅助制剂的组成和含量密切相关。本文在高强度（2KW）强脉冲超声直接作用下高浓度（1.0mol/L）反应物共沉淀合成了YAG前驱粉体并在不同温度下煅烧2h。该方法得到的粉体Al,Y组分均匀,在较低温度（900oC）下前驱粉体即开始晶化,没有经历过渡相态直接得到晶态YAG。采用X射线衍射对前驱物和不同温度下煅烧粉体的结构变化进行了研究并利用Rietveld全谱拟合得到了结构和晶粒度参数。用TG/DTA、FT-IR等手段分析了该前驱物的组成、热稳定性。SEM/EDS表征揭示了前驱粉体中的包覆结构并显示1100oC下煅烧2小时得到的为50-60纳米YAG晶粒聚集而成的片状约2-3微米的YAG二次聚集体。本文在制备YAG超细粉体的基础上,采用喷雾干燥法在SiC粉体中引入烧结助剂YAG,制备得到了分散均匀的SiC/YAG复合前驱粉体,降低了复合粉体的烧结温度,并用TG/DTA、FT-IR、XRD、SEM/EDS等手段对复合粉体的各种性能进行了表征。本文研究了用四氯化钛水解制备的纯二氧化钛和分步沉淀,共沉淀方法制备的掺铁二氧化钛、溶胶-凝胶制备的掺铁二氧化钛的热分解状况,晶化过程,并对多种方法制备的掺铁二氧化钛的相转变、晶体生长动力学、热稳定性等性能做了系统的研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 碳化硅陶瓷的性能及用途
• 1.1.1 碳化硅陶瓷的性能
• 1.1.2 碳化硅陶瓷的应用
• 1.2 碳化硅陶瓷的烧结方法
• 1.2.1 反应烧结SiC
• 1.2.2 热压烧结
• 1.2.3 无压烧结
• 1.3 二氧化钛陶瓷的应用和制备
• 1.3.1 二氧化钛陶瓷的应用
• 1.3.2 二氧化钛陶瓷的制备
• 1.4 陶瓷前驱粉体的制备方法
• 1.4.1 高能球磨法
• 1.4.2 共沉淀法
• 1.4.3 溶胶-凝胶法
• 1.4.4 固相反应法
• 1.4.5 水热/溶剂合成法
• 1.4.6 燃烧合成法
• 1.4.7 喷雾干燥法
• 1.5 本论文课题的提出
• 1.5.1 立项依据
• 1.5.2 研究内容及意义
• 2 共沉淀法YAG 复合粉体的制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 制备过程
• 2.2.2 测试及表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 沉淀前驱粉体以及不同温度煅烧的粉体的XRD 分析
• 2.3.2 沉淀前驱物的TG/ DTA 分析
• 2.3.3 沉淀前驱物不同温度煅烧下的红外分析
• 2.3.4 沉淀先驱物以及不同温度煅烧的粉体的SEM/EDX 分析
• 2.4 本章小结
• 3 钇铝氧化物/SiC 复合粉体的喷雾干燥法制备及表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验内容
• 3.2.1 制备过程
• 3.2.2 测试及表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 钇铝氧化物
• 3.3.2 钇铝氧化物/SiC 前驱粉体不同温度煅烧粉体的XRD 分析
• 3.3.3 钇铝氧化物/SiC 前驱粉体的TG/ DTA 分析
• 3.3.4 钇铝氧化物
• 3.4 本章小结
• 4 二氧化钛/铁复合前驱粉体的合成和表征
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 掺铁二氧化钛微粉的制备过程
• 4.2.2 测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 水解法制备的掺铁二氧化钛的表征
• 4.3.2 溶胶-凝胶法制备的掺铁二氧化钛的表征
• 4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢