氧化物陶瓷宏观裂纹的修复

论文题目: 氧化物陶瓷宏观裂纹的修复

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 冯铁程

导师: 刘家臣

关键词: 陶瓷,宏观裂纹,膨胀,修复

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文针对陶瓷宏观裂纹的修复开展了一系列的工作。这里所谓的修复是指在陶瓷产品烧结后产生的宏观裂纹中加入特定陶瓷原料,然后在低于基体烧结温度下进行二次热处理,从而使宏观裂纹被闭合,并且不影响原陶瓷产品的基本使用功能。在查阅文献和大量实践的基础上,本实验采用氧化物（Al2O3、ZrO2）、碳化物（SiC）和金属粉末（Al粉）互相搭配为原始料,设计了四个不同的配方: （1） Al/Al2O3/SiC ;（2）Al2O3/SiC/ ZrO2;（3）Al/SiC/ZrO2;（4）Al/Al2O3/SiC/ZrO2。为了预先研究各个配方的烧结性能,对各个配方的烧结试样进行了体积和质量变化分析、XRD衍射物相分析以及SEM电镜断口和表面形貌观察等。结果表明,当Al粉含量增大时,莫来石的合成温度显著下降（﹤1350℃）,但烧结性能也随着下降。氧化铝和氧化锆的加入,使烧结变得容易,降低烧成温度,同时改善烧结体性能。本实验采用空气气氛中普通烧结,利用金属和碳化物氧化以及生成莫来石所伴随的体积效应来实现烧结体体积膨胀,化学反应过程中会出现大量液相从而与基体有良好的润湿性或通过高温塑性达到和基体结合。综合比较分析后选择配方4作为修复原料,选取带有宏观裂纹的氧化锆陶瓷环,进行裂纹修复。结果证明,利用配方4来修复陶瓷宏观裂纹的目的是可以实现的。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

前言

第一章 文献综述

1.1 陶瓷材料的脆性与改善研究

1.1.1 陶瓷的脆性及其产生原因

1.1.2 陶瓷脆性的改善方法

1.1.3 氧化锆增韧陶瓷材料

1.2 裂纹自愈合与机理研究

1.2.1 自愈合现象及机理简介

1.2.2 自愈合目前的研究工作

1.2.3 Al_2O_3基陶瓷裂纹自愈合研究现状

1.2.4 自愈合对材料相关性能的影响

1.2.5 裂纹自愈合研究急待解决的问题

1.3 负热膨胀或零膨胀材料制备与研究

1.3.1 负膨胀及其应用

1.3.2 负膨胀的影响因素

1.3.3 近零膨胀陶瓷材料的设计

1.4 反应结合法制备陶瓷

1.4.1 反应结合生成莫来石的发展状况

1.4.2 RBAO法的反应机理

1.4.3 RBAO法制备ZTM复相陶瓷的工艺控制因素

1.5 陶瓷宏观裂纹修复国内外研究现状

第二章 课题提出和可行性分析

2.1 课题提出

2.2 课题可行性分析

第三章 实验方案设计与研究方法

3.1 方案设计

3.2 实验过程

3.2.1 原料烧结性能的预先研究

3.2.2 陶瓷裂纹修复

3.3 实验研究方法

3.3.1 烧结制度确立依据

3.3.2 试样体积和质量变化

3.3.3 XRD衍射物相分析

3.3.4 SEM扫描电镜形貌分析

第四章 实验结果与讨论

4.1 SiC原料分析

4.2 烧结制度确立依据

4.3 四种配方XRD衍射物相分析

4.3.1 配方1（Al/Al_2O_3/SiC）物相分析

4.3.2 配方2（Al_2O_3/SiC/ZrO_2）物相分析

4.3.3 配方3（Al/ZrO_2/SiC）物相分析

4.3.4 配方4（Al/Al_2O_3/ZrO_2/SiC）物相分析

4.4 各种配方试样烧结前后质量和体积变化

4.5 表面和断口形貌分析

4.5.1 配方1（Al/Al_2O_3/SiC）扫描电镜照片及分析

4.5.2 配方2（Al_2O_3/ZrO_2/SiC）扫描电镜照片及分析

4.5.3 配方3（Al/ZrO_2/SiC）扫描电镜照片及分析

4.5.4 配方4（Al/Al_2O_3/ZrO_2/SiC）扫描电镜照片及分析

4.6 修复配方选择

4.7 裂纹修复

第五章 结论

参考文献

硕士期间发表论文情况

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

• [1].一次烧成釉面砖坯釉配方设计及坯釉性能的研究[D]. 徐研.河北理工学院2004
• [2].陶瓷配方专家系统的研究与设计[D]. 杨红利.陕西科技大学2012
• [3].5种常用水处理化学品配方的改进研究[D]. 谢运涛.华东理工大学2014
• [4].低温一次快烧琉璃瓦坯釉配方的研究[D]. 魏蔷薇.大连工业大学2009
• [5].莫来石晶须的制备与分散[D]. 田雪.北京交通大学2017
• [6].粉煤灰制备托贝莫来石晶须工艺及其机理[D]. 吕松青.北京化工大学2015
• [7].高纯莫来石合成的研究[D]. 杜晶.西安建筑科技大学2006
• [8].针状莫来石多孔陶瓷的制备及性能研究[D]. 杨菁.北京交通大学2016
• [9].原位生长莫来石/磷酸铬铝复相陶瓷烧结工艺研究[D]. 王健.西南科技大学2015
• [10].超纯蓝晶石制备莫来石晶须的方法及机理研究[D]. 田力男.河北联合大学2013

相关论文

• [1].金属氧化法修复陶瓷宏观裂纹基础研究[D]. 门荣磊.天津大学2007
• [2].ZrO2-Al2O3陶瓷的SiC氧化法连接[D]. 张君娣.天津大学2007
• [3].氧化铝陶瓷低温烧结与裂纹自愈合研究[D]. 顾皓.合肥工业大学2009
• [4].陶瓷相变对裂纹增韧的研究[D]. 杨增杰.哈尔滨工程大学2007
• [5].氧化锆复合陶瓷材料结构与性能研究[D]. 陈伦泰.武汉理工大学2008
• [6].注凝成型氧化锆增韧氧化铝陶瓷的研究[D]. 李纯成.南京工业大学2005
• [7].氧化锆基复相陶瓷的制备及其性能研究[D]. 冯春霞.南京工业大学2005
• [8].陶瓷粉末压制成型过程数值模拟的研究[D]. 董震.天津大学2005
• [9].ZrO2-CePO4系陶瓷坯体连接[D]. 刘立斌.天津大学2005
• [10].氧化锆陶瓷材料的晶粒生长控制研究[D]. 郑明银.机械科学研究院2005

标签：陶瓷论文;  宏观裂纹论文;  膨胀论文;  修复论文;