8YSZ陶瓷闪烧过程的温度场研究

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1、国内图书分类号：TB332国际图书分类号：620密级：公开西南交通大学研究生学位论文8YSZ陶瓷闪烧过程的温度场研究年级二零一五级姓名刘光鑫申请学位级别工学硕士专业力学指导老师刘金铃（副教授）二零一八年五月ClassifiedIndex:O341U.D.C:620SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONTEMPERATUREFIELDOF8YSZCERAMICSDURINGFLASHSINTERINGGrade:2015Candidate:GuangxinLiuAca

2、demicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:SchoolofMechanicsandEngineeringSupervisor:Dr.JinlingLiuMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适

3、用本授权书；2．不保密√□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文以致密8YSZ陶瓷作为研究对象，研究了直流电场下电场强度、电流密度对闪烧过程的影响；研究了交流电场下电场强度、电流密度、频率对闪烧过程的影响；利用红外热成像仪重点研究了直流电场和交流电场闪烧过程中试样的温度变化情况和温度分布特征，并对其机理进行了合理解释，促进了闪烧机理的研究。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作

4、所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要陶瓷材料具备一系列优异性能，但是传统烧结工艺需要较高的烧结温度和较长的烧结时间。为了降低成本和提高陶瓷材料性能，发展新型烧结技术一直是陶瓷领域的重要研究方向。最近出现的陶瓷闪烧技术由于具有烧结温度低、烧结速度快的优点，从而引起了大家的广泛关注。虽然采用这种方法已经

5、烧结了一系列陶瓷材料，然而到目前为止对闪烧机理的认识还十分有限。本文通过研究闪烧过程中试样表面温度的变化，证实了焦耳热理论的不足，并对闪烧过程中的温度演变提出了合理的解释，加深了我们对闪烧机理的认识。本文以8YSZ陶瓷为研究对象，研究了直流电场的电场强度、电流密度对闪烧过程的影响；研究了交流电场的电场强度、电流密度、频率对闪烧过程的影响；利用红外热成像仪重点研究了直流和交流电场闪烧过程中试样表面温度变化情况和温度分布特征。主要结论如下：（1）直流电场下，电场强度影响闪烧过程的孕育时间，电场强度越大，孕育时间越短；电场强度还影响孕育阶段温

6、度上升速率，电场强度越大，升温速率越大；在相同的电流密度下，电场强度对稳定阶段温度没有影响；电流密度影响稳定阶段的温度大小，电流密度越大，温度越高。（2）直流电场下，试样表面温度呈现非对称分布，正极温度高于负极，最高温度在距负极端3/4位置处。这种独特的温度分布特征是焦耳热、内部缺陷反应和电极反应共同作用的结果。（3）交流电场下，电场强度影响闪烧过程的孕育时间，电场强度越大，孕育时间越短，升温速率越快；电流密度影响稳定阶段的温度大小，电流密度越大，温度越高；频率越高，孕育时间越短。（4）交流电场下，试样表面温度呈现对称分布，交流电场的改

7、变方式是正弦曲线，所以两端产生焦耳热、内部缺陷反应和电极反应相同，故在试样表面温度呈现对称分布的特征。关键词：8YSZ；闪烧；温度分布；非对称；热成像仪西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractCeramicmaterialshaveaseriesofexcellentproperties.Buttheconventionalsinteringtechnologyrequireshighsinteringtemperatureandtakesalongtime.Developingnewsinteringtechnology

8、hasalwaysbeenanimportantresearchtopicinthefieldofceramicstoreducecostsandimprovethepropertiesofceramics