ytzpmgallt2gtolt4gt复相陶瓷的制备及力学性能研究

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1、武汉理工大学硕士论文摘要先进技术的发展，对先进材料不断提出新的要求，先进材料的研制又促进了先进技术的发展。结构陶瓷具有高强度、耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、耐磨损、超硬度等一系列优异的性能，是许多其它材料难以比拟的，可以承受金属材料和有机高分子材料难以承受的苛刻工作环境，广泛的应用于航天、化工、能源、日常生活等各个领域。陶瓷材料的本征脆性使得其存在加工困难、加工成本高和可靠性不高等问题，严重阻碍了其在重要场合中的应用。超塑性陶瓷的发现很好解决了这一难题，特别是高应变率超塑性陶瓷材料的研究成功，使得陶瓷应用具有非常诱人的前景。而在众多超塑

2、性陶瓷材料中，以YSZ／MgAl204的效果最为理想且在形变过程中没有非晶相产生。本论文采用的配方为：70v01％【Xt001％Y203+(100—x)m01％Zr02】十30v01％MgAl204，其中x=2、3、4，在Zr02相变敏感区域考察了Y203掺量变化时YSZ／MgAl204复相粉末和材料中相的变化，研究了材料的烧结活化能以及室温下的力学性能。结果表明：(2-4)YSZ／MgAl204在810℃左右存在一个非晶态向晶态的转变过程，1100℃为复相粉末合成温度，1480℃为复相粉末最低共熔点；Zr02和MgAl204现球

3、形均匀分布且MgAl204是分散在Zr02之间，当温度从850℃升高到1500℃时，颗粒尺寸从10nm增加到300am；当Y203掺量为2t001％时，容易出现单斜相氧化锆；随Y203掺量的增加和温度的升高，Zr02有从单斜到四方再到立方的转变趋势；(2．4)YSZ／MgAh04复相陶瓷的烧结活化能为6234-80lO／mol，与未掺入第二相MgAl204的材料比较，活化能有所提高，提高了Zr02基质的晶界扩散效应，从而提高了YSZ／MgAl204复相陶瓷的弹性介入效应；在1400℃、1450℃、1500℃和1550℃几个烧结温度

4、制备的块体中，1500℃烧制的3YSZ／MgAl204复相陶瓷获得了最佳力学性能，常温抗弯强度和断裂韧性分别为872．45MPa和10．8MPa·mu2。关键词：高应变率超塑性，YSZ／MgAl204，共沉淀，活化能，相变武汉理工大学硕士论文AbstractThedevelopmentofadvancedtechnologyhadmadenewdemandsforadvancedmaterialsandtheresearchofadvancedmaterialsalsoimprovethedevelopmentofadvanced

5、technology．Structuralceramics，whichhavehilghstrength，highresistancetoelevatedtemperatures，corrosion，wearableandabrasion,andhighhardness，Cannotbematchedbymanyothermaterials，caninheritharshandunbearableworkingenvironmentofmetalmaterialsandorganicpolymermaterials，widelyb

6、eusedinaerospace，chemicals，energyandotherfieldsofdailylife．Thedifficulty,high··costandlow·-reliabilityappearinmachiningforceramicsinherentbrittleness，whichimpedetheindustrialapplicationinsomeimportantfields．Thediscoveryofsuperplasticceramicswellresolvedthisproblem，esp

7、eciallyforthesuccessfulresearchofHi【gh-strain-ratesuperplasticityceramics．YSZ／MgAh04havethebestelongationresultsinseriesofsuperplasticceramicsanddonotfredamorphousphase．Inthisstudy,thecompositionof70v01％[Xm01％Y203+(1OO·x)m01％Zr02】and30v01％MgAl204，whereX=2，3，4，wasadopt

8、，thephasetransformationofYSZ／MgAl204compoundpowderandmaterialsinZr02phasetransitionsensitiveareaswasstudiedwiththedifferenta