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时间:2019-02-14
《异相晶多相复合增韧氧化铝陶瓷的研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、佳木斯大学硕十学何论文摘要氧化铝陶瓷由于原料资源丰富、性能优良成为应用最广泛的一种结构陶瓷材料,但其脆性极大的限制了氧化铝陶瓷的应用领域。本研究以工业A1203为原料,添加少量的3Y-TZP相变材料和T102一MgO.CAS(CaO.A1203.Si02玻璃)系复合添加剂,通过超细化球磨处理,控制起始粉料的颗粒度,采用热压烧结的方法成功制备出含有原位生长异向晶的A1203/3Y-TZP复合材料。并在此基础上,引入一定量的会属延陛颗粒,利用多种增韧机制复合增韧束进一步提高氧化铝陶瓷的力学性能,这是本文的创新之处,在围内外尚未见有类似研究报道。期望通过本课
2、题的研究为氧化铝陶瓷的强韧化丌辟出一条崭新的途径。研究表明:T102一MgO—CAS系复合添加剂能显著的促进A12%觥fr发生各向异性生长。CAS玻璃粉添加量的微小变化直接影响A1203/3Y—TZP复合材料的烧结行为和显微结构,包括材料的致密度,晶粒的形貌和尺寸,组织结构等。原位生长异向晶与相变复合增韧可以显著提高A1203陶瓷的力学性能,在3Y—TZP泳加量为10wt%(67v01%)的情况下,添Dn04wt%T102+01wt%MgO+0.5wt%CAS复合添加剂,经1550℃保温1h烧结后,制备出的氧化铝基陶瓷,最高抗弯强度达55635MPa,
3、断裂韧性为673MPam¨2,综合力学性能高于国内外文献报道的氧化铝晶粒呈等轴状、添加3Y玎zPlovol%左.右的ZTA陶瓷。在此基础上,以相同的烧结工艺条件,添自[15wt%Cu粉后制备的原位生长异向晶/3Y-TZP/Cu复合增韧氧化铝陶瓷,抗弯强度为56054MPa,断裂韧性为739MPam“2,在强度略有提高的情况F,断裂韧性比加入Cu粉湘提高了10%,增韧效果十分明显。与湿化学法制备的ZTA陶瓷相比较,其成本较低。原位生长异向晶的增韧机制主要有裂纹桥接、裂纹偏转、裂纹分翁、片晶拔出。Zr02增韧机理有应力诱导相变增韧,显微裂纹增韧、裂纹偏转。
4、金属延性颗粒增韧机理包括:{丸膨胀失配增韧、裂纹尖端屏蔽,以及裂纹桥联。多重增韧机理之l’日J可以相互叠加,互相影qq起到协同增韧的作用。关键词:氧化铝陶瓷;原位生长异向晶;相变增韧:金属延性相增韧●佳木斯大学硕士学位论文ThestudyOilaluminaceramicstoughenedbycombiningabnormalgrainandmultiphaseAbstractWlthaboundresourcesandexcellentproperaes,aluminacerarmcsbe‘x)mesoneofthestructuralcerami
5、cswithw_ldestapphcatmnsInthisresearch,a-A1203powders,asmallamountofytl/aa-stabhzedzlrcomapowders(3Y-TZPlwereusedasprinciplematerialsmwinchadequateamountofT102-MgO—CASsystemaddmveswereaddedbywetgnndmgTheA1203/3Y-TZPcompositeswerepreparedbyhot-pressedsmtenng,Upontinsunderstanding,
6、Somemetalparticleswereaddedtothecompacts,aluminaceramicsofexcellentmechanicalprolx“meswerefabricatedbytheco—operataontougbenmgofln-sgutoughemng,phasetransformationtougheningandmetalparticlestoughdeningTougheningofcontidmgwithallmentionedtechniqueshaveneverbeenreportedbefore.Thro
7、ughtinsprelmunaryresearchwehopetofredanewwaytoovercomethebrittlenessofaluminaceramics.TheexperimentsshowthatT102-MgO·-CASsystemaddmvescouldobviouslypromotetheamsotroplcgrowthofaluminagramsSmallchangesoftheamountofCASadditivescouldmakeadtfferencemsmterinhtyandmlcrostructureofA120
8、3/3Y-TZPcomposites.includingrelativedensity,gra
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