无压浸渗法制备allt2gtolt3gtcu复合材料的基础研究

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1、摘要A1203／Cu复合材料具有广阔的应用前景。高体积分数A1203／Cu复合材料具有更高的强度、耐磨性、耐蚀性。制备高体积分数A1203／Cu复合材料通常采用无压浸渗法。这种方法要求Cu熔液对A1203陶瓷润湿良好。而Cu熔液与A1203陶瓷之间的本身润湿性很差，不能p_．,7,阴-14-足无压浸渗的要求。根据目前的报导，通过在陶瓷表面制备铜钛氧薄膜可以提高Cu熔液对A1203陶瓷的润湿。本论文主要研究采用溶胶一凝胶法制备铜钛氧薄膜。其方案是以TiCh为Ti源，加入一定量的CuCl2制成镀膜溶胶，再经热处理制得铜钛氧薄膜。具

2、体实验分两步进行。第一步，以TiCh为Ti源，乙醇为溶剂，加入一定量的H20制成镀膜溶胶溶液，分别在载玻片和A1203陶瓷基体上制备了Ti02薄膜。其目的是为了考察溶胶一凝胶法制备薄膜的基本原理，并且为下一步分析镀膜溶液的反应机理打下理论基础。在研究中，分析了制备Ti02薄膜的溶液反应机理，考察了[Ti】原子浓度对Ti02薄膜重量的影响。利用XRD分析薄膜的相组成，SEM观察薄膜的形貌。结果表明，在550℃下热处理后的薄膜由颗粒状的锐钛矿型Ti02构成。第二步，将CuCl2加入到制备Ti02薄膜的溶胶中制成镀膜溶胶溶液，分别在

3、载玻片和A1203陶瓷基体上制备了铜钛氧薄膜。分析了溶胶的反应机理，以及薄膜中Cu3Ti30相的形成机理。利用XRD分析薄膜的相组成，SEM观察薄膜的形貌。结果表明：铜钛氧薄膜由颗粒构成，并存在一些裂纹。载玻片上，550℃热处理制得的铜钛氧薄膜由锐钛矿型Ti02、CuO、Cu3Ti30组成。溶液的组成对薄膜的相组成影响很大。在Cu比Ti原子比为1时，薄膜中含有的Cu3Ti30较多。A1203陶瓷上，550。C热处理制得的铜钛氧薄膜由锐钛矿型Ti02、CuO、Cu2Ti40。随着Cu比Ti原子比的增大，薄膜中的CuO含量逐渐增多

4、。在比值为5处，薄膜的形貌中出现了明显的片状CuO。关键词：A1203／Cu，Ti02薄膜，高体积分数，铜钛氧薄膜，溶胶—凝胶法AbstractA1203／Cucompositeshavethepotentialuseinwidefield．HighvolumepercentageA1203／Cucompositespossessstrongerintensity、higherweal"resistanceandbettererosionresistance．Pressurelessinfiltration，whichisfi

5、ttofabricatehighvolumepercentageA1203／Cucomposites，needsgoodwetabilitybetweencoppermeltandalumina．Theintrinsicwetabilityisbad，whichmeansitCan’tsatisfytherequirementofpressurelessinfiltration．Accordingtoreportedresults，theCu-Ti—OcoatinginthealuminaCanimprovethewettin

6、gbetweencoppermeltandaluminaceramic．FabricatingCu-Ti—OfilmbySol—Gelprocessismainlystudiedinthearticle．ThesolsolutionforformingfilmisconsistedofTICl4，CuCl2andSOon．Afterheat—treating，Cu-Ti-0coatingisgottenonthematrix．Thedetailedexperimentincludestwosteps，fabricationof

7、Ti02coatingandformingCu-Ti-OfilmbyappendingCuelement．ThefirststepisaimtofindthebasicprincipleofformingfilmthroughSol—Gelandgetbasictheoryforanalyzingreactionofsolutioninthenextstep．Ti02coatingisplatedonthesurfaceofsliceandaluminausingsolsolutionwhichisconsistedofTiC

8、l4、C2H5-OHandHEO．ReactionprincipleinthesolutionisanalyzedandtheaffectionoftitaniumatomicconcentrationforTi02filmweightissawnabout．Phasecom