zrolt2gtcepolt4gt系陶瓷坯体连接及其界面研究

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1、中文摘要本研究将压制或注浆成型获得的晶粒大小、属性完全不同的25％CePO。／ZrO。与zrO。基体，通过适宜的界面层设计实现了坯体连接后的共同烧结，证实了不同属性陶瓷坯体无压连接的可行性，为大尺寸、复杂形状及多属性陶瓷材料构件的低成本制造奠定基础，为工程陶瓷材料的广泛应用创造条件。通过对接点强度及其微观结构的考察，研究了中间层连接材料的组成对连接体力学性能及界面结构的影响，结果表明：对于25％CePO。／ZrO：与Zr0。的异体连接，可选用含胶粘剂的CePO。与ZrO。混合料浆为连接层。随CePO．陶瓷含量在

2、连接材料中的变化，接点的性能及结构有显著的改变。当连接材料中CePO，／(CePO。+ZrO。)的比率为0．5时接点强度及结构达到最佳状态；对于ZrO。陶瓷的本体连接，其实质上属于共同烧结，相对比较容易，选用其本体料浆为连接层即可获得好的连接效果。研究了工艺条件(烧成温度与保温时间)对连接体力学性能的影响。结果表明：对于ZrO：陶瓷的本体连接，在1500℃下烧结并保温120min，接点可获得最高平均连接强度523MPa，接近基体平均强度660MPa；对于25％CePO。／ZrO：与ZrO：的异体连接，连接材料中

3、CePO。／(CePO。+ZrO：)的比率为0．5时，在1450℃下烧结并保温120min，接点强度取得最大值414MPa。实验发现，成功连接的接点处的颗粒尺寸小于母材的尺寸，接点及邻近区域的结构不但与母材相比更为致密，没有明显的裂纹、气孔及其它缺陷存在，而且不同大小的颗粒能够在界面上相互镶嵌和相互填充。结合对连接强度、结构和断裂方式的分析，认为异体连接的动力是界面两侧上物质浓度梯度所决定的质点j壬移、扩散，阻力是由界面两侧组成烧结收缩决定的界面应力，属于界面扩散连接。最后，实验还对一些多重连接、组装陶瓷构件(

4、如连环状、十字架状及机翼状)的制作方法以及连接工艺进行了初步的探索。关键词：坯体料浆连接扩散界面氧化锆磷酸铈——垒!坐堕AbstractBasedonZireoniaandCeriumPhosphatesystem，greenstateJoiningwithoutappliedpressurewasresearched．inoludingZrO2toZr02andZr02to25％CePOd／ZrOzbodiesshapedbys1ipcastingorCIPingmethods．A1thoughwithdif

5、ferentparticlesizesandproperties，thejoiningsystemofdissimilamceramicsCOUldbeco-sinteredalldsoundJointswereobtained，andthereforethepossibilityofJoiningdissimilamceramicsinthegreenstatewithoutappliedpressurewasproved．ThistechnologywillundoubtedlydecreasetheCOS

6、tofcomplexlyshapedorvery1argeceramiccomponentsmallufacturing，andextendtheapplicationofadvaneedceramicmaterials．First，throughanalyzingthemechanicalpropertiesandmlcrostructureofthejoints，effectsofadhesivecomposltlonsonthemwereanalyzed：slurryofZirconiaCOUld弹ell

7、jointheZrOzmatrixestogether；25％CePOt／Zr02andZr02eou]dbesuccessfullyjoinedusingmixedpowdersslurriescomposedofCeP04andZr02．ThebondstrengthandinterfacialstructureWOUldchangeobviouslvwithincreasingCeP04eontentoftheadhesives．TheoptimumjoiningstatusWaSobtainedbyus

8、ingslurrywiththeCePO4／(CeP04+Zr02)ratioof0．5．Second，effectsoftemperatureandholdingtimeollthejointqualitieswereresearched．ItwasindicatedthatmaximumZr02-Zr02bondstrengthof523MPawasobtainedwhenthej