felt3gtalallt2gtolt3gt纳米复相陶瓷材料制备及其性能研究

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1、顾卜学f?i沦文摘要A1203陶瓷具有耐高温、耐磨损和耐腐蚀等一系列优良的特征，但其脆性限制了其优良性能的发挥，因此A1203陶瓷的韧化成为近年来陶瓷研究的重要课题之一。Fe3Al金属间化合物具有长程有序的特殊结构，其高温强度、高温蠕变和抗氧化、耐腐蚀性能优于大部分金属材料，韧性优于陶瓷材料，因此认为它是介于高温合金与陶瓷之间的一种新型高温结构材料。近年来，利用金属间化合物对陶瓷进行增韧取得了较好的效果。本论文研究的主要目的是利用Fe3A1颗粒改善A1203陶瓷的韧性。制备的Fe3A1／A1203陶瓷基复相陶瓷是以A

2、1203陶瓷为基体，以Fe3Al金属间化合物为增韧补强相的复相陶瓷。本论文采用常压烧结和热压烧结两种工艺，通过改变Fe3Al的加入量、成型压力、烧结温度和烧结时间，制备了Fe3AI／A1203复相陶瓷。采用X射线衍射、光学显微镜、电子探针、扫描电镜分析不同制备条件下的材料显微组织，同时对材料进行致密度、维氏硬度和断裂韧性的测试，并且讨论了复相陶瓷的韧化机理。结果表明(1)Fe3AI的加入有细化品粒的作用，常压烧结后的材料晶粒尺、1f。在300nm左右，热压烧结后的材料晶粒尺寸在500nm左右。(2)Fe3AI的加入有

3、利于复相陶瓷力学性能的提高。维氏硬度最高达到9．75Gpa，断裂韧性最高达到8．3MPa／m¨2。(3)增大成型压力、提高烧结温度、延长保温时间有利于材料致密度提高，材料的力学性能也得剑相应提高。(4)采用热压烧结工艺制备的材料比常压烧结的材料致密性好，力学性能高。关键词：纳米复相陶瓷；显微组织；断裂韧性rc、A1／AI二0；纳水复棚陶瓷fj引制备，上l"f能f『Jf宄ABSTRACTA1203ceramicshaveseriesofexcellentpropertiessuchashigh—temperaturer

4、esistance，wearingresistanceandetchingresistance，butitsbrittlenessseripuslylimitthepracticalusages．SothetougheningtoA1203Ceramicsinrecentyearsbecomeoneoftheimportantissues．Fe3A1intermetalliccompoundhasalong—rangeorderspecialstructure，itsstrengthathightemperature

5、，hightemperaturecreepandoxidationresistancesuperiortomostofmetalmaterials，toughnessisbetterthanceramicmaterials，SOthatitwasthoughtbeanewhightemperaturestructuralmaterialsbetweenthehigh—temperaturealloysandceramics．Inrecentyears，theuseofintermetalliccompoundsfor

6、tougheningofceramicsmadegoodresults．Inthispaper，themainpurposeofthestudyistheuseofFe3A1ceramicparticlesimprovethetoughnessofA1203．Fe3A1／A1203compositeceramicswerepreparedbyA1203asbasedceramicbodyandFe3A1intermetalliccompoundsasthetougheningofthecompositereinfor

7、cement．Inthispaper,Fe3AI／A1203compositematerialswerepreparedbyatmosphericpressuresinteringandhot-pressuresintering，theProcessparameterswereamountofFe3AI，moldingpressure，sinteringtemperatureandsinteringtime．ThemicrostructurewereanalysisbyX-raydiffraction(XRD)，SE

8、M，electronicprobemicroanalyzerandopticalmicroscope，whilethedensityofmaterials，hardnessandfracturetoughnessweretested，anddiscussedthetoughcompositematerialmechanism．Theresult