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《感应区熔法制备Al2O3/MgAl2O4/ZrO2共晶陶瓷.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第42卷第9期人工晶体学报V01.42No.92013年9月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSmember.2013感应区熔法制备Al2O3/MgAI2O4/ZrO2共晶陶瓷王进,刘俊成,曹献莹,任允鹏,白佳海(山东理工大学材料科学与工程学院,淄博255049)摘要:利用感应区熔法制备了AI2O3/Mg2O/ZrO共晶陶瓷。当坩埚壁温为2200oC、行走速度为2mm/h时,制备了$10mm×62mm表面光滑致密的陶瓷样品。扫描电镜微观组织图显示AI:O,相和MgAl:0相为基体相,ZrO相以棒状镶嵌在基体中。定向凝固共晶陶瓷硬度和断裂韧
2、性达到12GPa和6.1MPa·Ill,为预烧结体的2倍和1.7倍。气孔和晶界的消失及细小规整ZrO相在基体中的弥散分布,有效提高了材料的硬度和断裂韧性。关键词:共晶陶瓷;感应区熔;A12O3/MgA1O/ZrO2;微观组织;硬度;断裂韧性中图分类号:TQ174.75文献标识码:A文章编号:1000-985X(2013)09-1814-05PreparationofAI203/MgAl2O4/ZrO2EutecticCeramicbyInductionZoneMeltingMethodWANGJin,LIUJun-cheng,CAOXian—ying,R
3、ENYun-peng,BAI口一hai(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShandongUniversityofTechnology,Zibo255049,China)(Received7Apr/l2013,accepted18May2013)Abstract:A1203/MgA1204/Zr02eutecticceramicwaspreparedwithinductionzonemelting(ZM)method.Whenthecruciblewalltemperatureis2200oC,andthecr
4、uciblerateis2mm/h,adenserodsamplewaspreparedwithsmoothsurface.ItsmicrostructurerevealsthattheA1203-MgAI204phaseisthematrix,andtheZrO2sticksetsinthematrix.Itshardnessreaches12GPa,whichisabouttwotimesofthesinteredsample.Itsfracturetoughnessattemperaturereaches6.1MPa·m.whichisabout1
5、.7timesofthesinteredsample.Thedisappearanceofthegrainboundariesandpores,andthedispersionofthefineZrO2phaseswithroundshapeinthematrixresultintheimprovementofthematerialghardnessandfracturetoughness.Keywords:eutecticceramic;inductionzonemelting;A12O3/MgA12O4/Zr02;microstructure;har
6、dness;fracturetoughness1引言近年来,定向凝固氧化物共晶陶瓷以其优异的高温强度、高温结构稳定性、抗氧化性以及低密度等备受关注,在航空航天领域超高温结构件方面有着重要的应用前景。目前常用的样品制备方法主要有:(1)改进的Bridgman法。Waku、Ostuka等。,利用Bridgman法制备了大尺寸共晶体。然而,此方法的固液界面收稿日期:2013.04-07;修订日期:2013-05—18基金项目:国家自然科学基金(51172161);山东省教育厅科技计划(J08LA10);山东省自然科学基金(ZR2012EMM018)作者简介:王
7、进(1988-),男,山东省人,硕士研究生。E—mail:wangjin409@163.com通讯作者:刘俊成,博士,教授。E—mail:jchliu@sdut.edu.cn第9期王进等:感应区熔法制备A1:O3/MgAl:O/ZrO2共晶陶瓷1815前沿的温度梯度较低,共晶陶瓷的相间距较宽大,从而影响材料的机械性能,尤其是高温断裂韧性。(2)激光悬浮区熔法。Sayir,Su等’以激光作热源,实现了区熔法制备共晶陶瓷。其优点是温度梯度足够高,可以不使用坩埚。但是,其样品尺寸受光斑直径的限制,且难以具有规则的外形。(3)微拉法。Zhao¨8],Lee等利用
8、该方法制备了直径在毫米以下的共晶纤维,且制备的纤维强度比传统方法制备的大体积晶体
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