矾土基mgalon复合刚玉材料性能与结构的研究

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1、郑州大学硕士学位论文摘要本文综述了AION、Mg刖ON材料及其复合材料的国内外研究现状，结合我国丰富的矾土资源优势，开展了对矾土基MgAlON复合刚玉(A1203．矾土基MgAION)材料的制备、性能与结构方面的初步研究工作。系统研究了几种工艺因素对加入预合成矾土基MgAlON或直接反应烧结制备～203一MgAION材料的烧结性能和高温性能的影响，得出了较佳的制备工艺参数：以电熔刚玉为骨料，在基质中加入10---20％的矾土基MgAION细粉、1．5％的烧结剂Y203、氮气气氛下1500"(2(1200"(2保温

2、2h)烧成6h，可以制备出烧结性能和高温强度较好、3次热震后强度大幅度提高的A1EOE,；；MgAlON复合材料。利用铝热氮化反应，基质中分别采用矾土或氧化铝为主要原料，_在稳定剂MgO的作用下，于烧结过程中同时完成MgAION的合成反应，制各出矾土基或氧化铝基反应烧结A1203．MgAl0N复合材料，后者的烧结性能较前考好；反应烧结材料的性能基本达到加入预合成MgAION材料的性能。矾土基和氧化铝基MgAION复合A1203材料的强度．温度曲线属于I类曲线，且高温(≤1450℃)时的强度均高于常温强度；矾土基和

3、氧化铝基MgAlON复合A1203材料的强度峰值对应的温度点分别为1200"(2和1100"(2。矾土基MgAION复合刚玉材料的抗氧化性优于矾土基MgAION的抗氧化性；同样工艺条件制备的氧化铝基MgAION复合刚玉材料的抗氧化性优于矾土基MgAION复合刚玉材料的抗氧化性；两种材料在氧化过程中均形成致密保护层，有利于提高材料的抗氧化性。矾土基MgAlON复合刚玉材料的抗水化性远优于AIN的抗水化性；采用反应烧结法或直接加入预合成MgAION烧结法制备的矾土基MgAION复合刚玉材料，块料的抗水化性均优于粉料的

4、抗水化性；反应烧结法制备材料的抗水化性优于加预合成矾土基MgAION制备材料的抗水化性。综合各项性能，矾土基MgAION复合刚玉材料，尤其是反应烧结矾土基MgAl0N复合刚玉材料的性能优良，并接近于氧化铝基MgAION复合刚玉材料的性能，同时具有成本低、工艺简单的优势，在某些条件下可望代替氧化铝基MgAlON复合刚玉材料使用，具有良好的开发和应用前景。关键词：矾土基MgAION复合A1203材料，烧结，抗水化，抗氧化，显微结构——．塑型查兰堡主堂垡堡苎StudyonFabrication，Propertiesan

5、dMicrostructureofA1203—_Bauxite—BasedMgAIONCompositeAbstractAtfirst，itintroducestheresearchcurrentstatusinsideandoutsideofaluminumoxynitridespinel(A10N)，MgAIONandtheircomposites，consideringtheabundantbauxiteresourceadvantageinourcountry，beginningthepilotstudy

6、onthefabrication，propertiesandmicrostmctureofAlzOa--bauxite—basedMgAlONcomposite．Effectsofsometechnologicalparametersonthesintefingproperties，high■rtemperatureandmicrostruetureofA1203一MgAIONcompositefabricated柳addingthepresynthesizedbauxite-basedMgAIONoralumi

7、thennalnitridatiori’reactionsinteringhavebeensystemicallystudied,andthebettertechnologicalparumetersare：usingelectricallyfusedaluminaasaggregate，aluminaand10～20％bauxite-basedMgAIONpowderaswellas1．5％Y203asmatrix,thepressedsamplessinteredat1500"(2×6h(砒1200℃hold

8、ing2h)havebettersinteringproperties,hightemperaturepropertiesandthegreatlyincreasedstrengthafXterthreetimeswindcoolingofthermalshockresistanttest．Byalumithermalnitridationreaction,usingba