氧化锆基复相陶瓷的制备及其性能研究

论文题目: 氧化锆基复相陶瓷的制备及其性能研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 冯春霞

导师: 张其土

关键词: 复相陶瓷,注凝成型,干压成型,非均相沉淀法,显微结构

文献来源: 南京工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 氧化锆陶瓷具有高熔点、耐腐蚀、耐磨损、低导热等特点，在功能材料和结构材料等领域中，引起了世界各国材料科学工作者的高度重视。但是由于其相变特性使得氧化锆陶瓷的发展受到了限制。所以人们在氧化锆陶瓷中掺加部分高弹性模量的化合物，例如氧化铝、碳化硅和Mullite等，从而改善材料的高温性能，制备出具有高强度高韧性的氧化锆基陶瓷复相材料。本论文以ZrO2-Al2O3复相陶瓷作为研究对象，分别研究了ZrO2-Al2O3复相陶瓷粉末的制备，ZrO2-Al2O3复相陶瓷粉末的料浆性能，干压和注凝成型对ZrO2-Al2O3复相陶瓷性能的影响；通过系统研究制备出高性能的氧化锆基复相陶瓷。 用两种方法，物理混合法和非均相沉淀法，制备了ZrO2—Al2O3复合粉料，并且着重分析了非均相沉淀法在制备ZrO2—Al2O3复合粉料中的应用。通过对非均相沉淀法制备的ZrO2—Al2O3复合粉料的分析表明：在最佳的热处理制度250℃、300℃各保温30min，升温至1050℃保温2h和最佳球磨时间4h的情况下可以制备出平均粒度为0.35μm的ZrO2—Al2O3复合粉料。 用干压法将两种方法制备的复合粉末压制成型，对两种粉料的性能进行对比分析。测试分析烧结后试样的性能，结果表明：非均相沉淀法制备的复合粉末比物理混合法制得的复合粉末分散均匀，复相陶瓷性能更好。 把非均相沉淀法制备的复合粉末制浆，系统地研究了料浆的流变性能，通过研究表明：在pH值为11左右、分散剂掺量为固体粉料3wt％，球磨4h后，料浆的Zeta电位较高，悬浮性好，不易沉降，可以制备固相体积分数为37％的低粘度悬浮液。 把在上述条件下制备的体积分数为37vol％的料浆，经注凝成型制备ZrO2-Al2O3复相陶瓷，其最佳烧成条件是1600℃保温3h，样品的性能优于干压成型制备复相陶瓷的性能，干压成型制备复相陶瓷在1600℃，3h（85％ZrO2）时样品的强度和韧性达到最值，分别为754.4MPa和14.1MPa．m1／2，而注凝成型制备的复相陶瓷的强度和韧性在90％ZrO2时最

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 结构陶瓷的国内外研究现状

1.3 氧化锆陶瓷

1.3.1 ZrO_2的基本性质和晶体结构

1.3.2 ZrO_2的相变特征及其陶瓷的增韧机理

1.3.3 ZrO_2增韧陶瓷的种类和特点

1.3.4 ZrO_2陶瓷的应用和发展

1.4 氧化锆基复相陶瓷材料

1.4.1 碳化硅晶须增韧氧化锆基陶瓷复相材料

1.4.2 莫来石弥散强化氧化锆基陶瓷复相材料

1.5 ZrO_2-Al_2O_3陶瓷复相材料

1.5.1 组分优化和原料粒度对ZrO_2-Al_2O_3陶瓷复相材料性能的影响

1.5.2 ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷粉末的制备方法的研究

1.5.3 成型方法对ZrO_2-Al_2O_3陶瓷复相材料性能影响

1.5.4 烧结工艺对ZrO_2-Al_2O_3陶瓷复相材料性能影响

1.6 非均相沉淀法制备复合粉末

1.6.1 金属/陶瓷(壳/核子结构)复合粉体

1.6.2 陶瓷/陶瓷的复合粉体

1.7 陶瓷成型方法的研究进展

1.7.1 成型工艺在陶瓷制备科学中的重要性

1.7.2 陶瓷成型工艺的基本要求

1.7.3 陶瓷材料的各种成型方法的研究现状

1.7.4 干压成型技术的研究进展

1.7.5 注凝成型技术的研究进展

1.7.6 陶瓷成型方法的发展趋势

1.8 论文的研究思路及任务

第二章 实验过程与方法

2.1 实验原料

2.2 实验所需仪器设备

2.3 实验内容

2.3.1 ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷的试验配方

2.3.2 ZrO-2-Al-2O-3复相陶瓷粉末的制备

2.3.3 ZrO-2-Al_2O_3复相陶瓷的制备

2.4 烧成制度

2.5 性能测试

2.5.1 粉料的性能测试

2.5.2 烧结致密化性能测试

2.5.3 力学性能测试

2.5.4 生坯的性能测定

2.5.5 显微结构分析

第三章 干压法制备ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷

3.1 复相陶瓷粉末的制备

3.1.1 非均相沉淀法制备复相陶瓷粉末的pH值范围

3.1.2 非均相沉淀法制备复相陶瓷粉末的热处理过程的确定

3.1.3 非均相沉淀法制备复相陶瓷粉末的热处理温度的确定

3.1.4 非均相沉淀法制备复相陶瓷粉末的研磨时间的确定

3.2 非均相沉淀法制备复合粉料干压成型制备ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷的性能研究

3.2.1 不同烧结温度和保温时间对烧结体吸水率和显气孔率的影响

3.2.2 不同烧结温度和保温时间对烧结体收缩率的影响

3.2.3 不同烧结温度和保温时间对体积密度的影响

3.2.4 不同烧结温度和保温时间对烧结体强度的影响

3.2.5 不同烧结温度和保温时间对烧结体断裂韧性的影响

3.2.6 显微结构分析

3.3 物理混合法复合粉料制备ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷的性能研究

3.4 本章小结

第四章 非均相沉淀法制备的复相陶瓷粉末料浆的性能研究

4.1 粉体的胶体特性

4.1.1 原料氧化锆的胶体特性

4.1.2 复合粉料的胶体特性

4.2 粉体的沉降稳定性

4.2.1 原料氧化锆的沉降稳定性

4.2.2 复合粉料的沉降稳定性

4.3 pH值及分散剂和悬浮体粘度的关系

4.3.1 pH值及分散剂对原料氧化锆悬浮体的粘度影响

4.3.2 pH值及分散剂对复合粉料悬浮体的粘度影响

4.4 球磨时间和悬浮体流变性能的关系

4.5 浆料的固含量和悬浮体流变性能的关系

4.6 引发剂及温度和悬浮体粘度的关系

4.7 本章小结

第五章 注凝成型制备ZrO-2-Al_2O_3复相陶瓷

5.1 注凝成型ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷生坯的制备和性能研究

5.1.1 有机单体用量的确定

5.1.2 生坯干燥制度的确定

5.1.3 生坯的排胶过程

5.1.4 生坯的性能研究

5.2 注凝成型ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷烧结体的性能研究

5.2.1 烧成工艺对烧结体致密化性能的影响

5.2.2 烧成工艺对烧结体力学性能的影响

5.3 注凝成型ZrO_2-Al_2O_3复相陶瓷烧结体的显微分析

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

附录 发表论文及科研成果

致谢

发布时间: 2007-03-23

参考文献

• [1].B4C–TiB2复相陶瓷的制备及性能研究[D]. 刘泽潭.安徽工业大学2018
• [2].HfB2/SiBCN复相陶瓷抗热震与耐烧蚀性能的研究[D]. 敖冬飞.哈尔滨工业大学2018
• [3].(1-x)SrTiO3-xNiFe2O4复相陶瓷的制备及其磁电性能研究[D]. 周俊杰.哈尔滨工业大学2018
• [4].原位合成致密TiC_x/SiC复相陶瓷的研究[D]. 许璐迪.西南交通大学2018
• [5].WCoB-TiC复相陶瓷材料的制备及其性能研究[D]. 王盼.武汉科技大学2018
• [6].Si3N4-hBN复相陶瓷的制备工艺与性能研究[D]. 刘强.陕西科技大学2017
• [7].凝胶注模SiC基复相陶瓷的制备工艺与性能研究[D]. 赵亚萍.华北理工大学2016
• [8].颗粒补强锆英石基复相陶瓷的制备及性能的研究[D]. 吴伟杰.景德镇陶瓷学院2014
• [9].高性能氧化铝基复相陶瓷的研究[D]. 高翔.南京工业大学2004
• [10].氧化铝基复相陶瓷的制备、结构与性能的研究[D]. 蒋俊.武汉理工大学2002

相关论文

• [1].水热法制备纳米二氧化锆及其形貌控制[D]. 王云燕.南京理工大学2007
• [2].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
• [3].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
• [4].单分散纳米氧化锆粉体的制备及其性能的研究[D]. 赵今伟.天津大学2006
• [5].钇稳定氧化锆的制备及电性能研究[D]. 王显威.郑州大学2007
• [6].掺杂氧化锆陶瓷的制备及导电性研究[D]. 雷小力.武汉理工大学2007
• [7].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
• [8].氧化锆增韧氧化铝陶瓷注凝成型技术的研究[D]. 郭海伦.中国海洋大学2003
• [9].氧化锆陶瓷注射成形工艺研究[D]. 聂妍.中南大学2004
• [10].超细氧化锆粉体的制备研究[D]. 赵金安.郑州大学2004

标签：复相陶瓷论文;  注凝成型论文;  干压成型论文;  非均相沉淀法论文;  显微结构论文;