金属氧化法修复陶瓷宏观裂纹基础研究

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1、中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，然后在低于或等同基体烧结温度下进行二次热处理，从而闭合陶瓷宏观裂纹，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(A1203、Zr02)、碳化物(sic)和金属粉末(AI粉)互相搭配为原始料，并加入适量的烧结助剂，设计了三个不同的配方：(1)40％A1／A1203／6％X；(2)40％A1／(A1203／20Zr02Y60／oX：(3)40％A1／(A12

2、03／10Zr02／10SiC)／6％X(其eflX为Ca-Mg．Si系烧结助剂)作为修复用材料。为实验研究方便，以两种氧化锫和一种氧化铝为原料，分别记为Zl，Z2，A制备方形小坩埚以模拟陶瓷宏观裂纹。对填充相配方单独烧结以测量膨胀率。将基体与填充相分别配合烧结，并对结果进行Ⅺ文D和SEM分析。结果表明，A—l孬配合修复效果最佳，但存在不足。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

3、基体结合。以—卜1样配合为基础，改进实验后得到本实验条件下的最佳修复效果。结果证明，对陶瓷宏观裂纹的修复是可以实现的。关键词：陶瓷，宏观裂纹，膨胀，修复ABSTRACTThispaperhaslaunchedaseriesofworktotherepairingofthemacroscopicalcrackofceramic．Hereso-calledrepairisthatjoiningspecificceramicrawmaterialsamongthemacroscopiccrack,whichwerepr

4、oducedaftersinteringinceramicproducts，then陀一sinteringinlessthanorthesamewithmatrixsinteringtemperature，thusmacroscopiccrackisclosed，anddoesnotinfluencethebasicfunctionofuseofthe砸gi珏8lceramicproducts。Onthebasisofconsultingdocumentsandalargeamountofpractice，thi

5、sexperimentadoptedtheoxide(A1203，Zr02)，thecarbide(SiC)matcheseachotherfortheprimitivematerialwiththemetalpowder(Alpowder)，addingproperquantityofsinteredcatalyst,havedesignedthreeprescriptions：(1)40％Al／A1203／6X％；(2)40％A1](A1203／20Zr02)6％；(3)40％A1／(A1203／10Zr02

6、／10SiC)／6％X(theXisthesintercdcatalyst)．InordertoStUdyexpediently,usingtwokindsofZ她andoneA

7、203aslawmaterials，signedasZ1，Z2andA，asmallcrucibleWaspreparedtoimitateoxideceramicsmacroscopiccracks．Thefillingcomponentwassinteredaloneand也eexpansionratewasmeasured．The

8、matrixandfillingcomponentweresinteredtogetherrespectively,andtheresultswereanalyzedbyXRDandSEM．Theresultsshowedthat，thebesteffectistheA-l#．Samplesofexperimentssinteredordinarilyintheairatmosphere，utilizingmetalandcarbideoxidizethatCanproduceexpansioneffect,ch

9、emicalreactioncoursewillappearthusalargeamountofliquidphasewhichleadstowetorreachthematrixcombiningthroughhigh-temperatureplasticitywinlmatrix．BasedonA-1撑．thebestresultWasobtainedafterimp