氧化铝基金属陶瓷的制备与微观组织研究

《氧化铝基金属陶瓷的制备与微观组织研究》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、摘要首先对A1．Cr203．A1203反应体系进行了热力学计算，分析了起始反应温度To与反应绝热温度T。d之间的关系，讨论了不同稀释剂(Cr203和A1203)对反应体系To和T“的影响。加入稀释剂使得该体系反应起始温度To升高，而绝热温度Tad降低，可有效地控制体系的反应温度，为选择合适的成分配比及判断反应的可行性提供了理论指导。然后在电阻炉加热的条件下，利用燃烧合成法成功制备了A1203_cr203-cr金属陶瓷。利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)对所得试样的微观组织进行观察和分析，通过X衍射分析(XRD)对其组成相进行了鉴定，并利用A1203一Cr203一C

2、r三元相图，对微观组织的形成过程进行了分析。在本实验所采用的反应物成分配比条件下，反应结束时产物熔体中的先析出相为金属Cr，然后发生共晶反应L专(Al，cr)203+Cr。研究了稀释剂和冷却条件对试样显微组织的影响。微观组织分析结果表明，相同成分配比时，采用石墨铸型所得试样中金属相较陶瓷铸型的均匀性好：不同成分配比时，在采用石墨铸型，氧化铝稀释剂加入的质量分数x=0．1和Cr203稀释剂加入的质量分数y=0，3的情况下，所得试样微观组织中金属相的分布较为细小均匀。由XRD分析可知，在A1：03和Cr203稀释剂均加入，且加入总量(x+y)≤O．4的成分配比条件下，

3、如x=0．1，y=0，3，x=0．2，y=0．1以及x=0．2，y=0．2时，得到的陶瓷基复合材料由金属Cr，A1203以及A1203一Cr203固溶体组成。研究了聚合物的加入对反应体系T。和T。d以及所得试样微观组织影响，加入聚合物后能明显降低体系To和T。d，缩短反应加热时间，使得A1．Cr203一A1203反应更加容易；对于相同的成分配比，加入聚合物P后，所得试样的微观组织较未加聚合物时更为细小均匀。研究了不同加热速度对体系的影响，随着加热速度的提高，体系的起始反应温度To亦提高：加热速度低有利于充分排出预制块中的气体，降低所得试样的孔隙率。但加热速率过低又

4、会使得反应物中的A1粉氧化严重。对试样的致密化工艺以及致密化后试样的性能进行了初步研究。在反应结束时对试样施加一定的压力可以降低试样中的气孔率，提高其致密度。通过对试样中不同相显微硬度的分析，评价了金属相对陶瓷相的增韧作用。金属相的显微硬度HV为4009／mm2左右，陶瓷相的显微硬度在1182—1426g／mm2之间，混合相的显微硬度介于金属相和陶瓷相的显微硬度之间。关键词：燃烧合成；氧化铝；金属陶瓷；微观组织；致密化^Abstract———●-____-_。●‘-。_______。_●_________________●-。__。。。。。。。。。。。。。。。。。

5、。。。。。。。————————’—’———————————————一ABSTRACT1krelationshipsofA1203andCr203diluentswiththestartingtemperature(To)andtheadiabatictemperature(T缸)wereinvesfingatedbasedonthethermodynamiccalculationandanalysis．ToandTadwouldincreaseanddecreaserespectivelybyaddingdituents，whichprovidedtheoreti

6、calguidesfortheexperiment．Chromium-toughenedA1203一(Cr203)一CrcermetsweresuccessfullysynthesizedinceramicandgraphitemoldsbythethermalexplosionsynthesisreactionofAI--Cr203一A1203systemheatedbyelectricalresistancefurnace．Thernicrostructureandmorphologyobservationandthephaseanalysiswerecarr

7、iedoutbymeansofmetallographicmicroscope，scanningelectronmicroscope(SEM)andxraydiffractometer(XRD)．UsingasimplifiedA1203-Cr203一Crtemaryphasediagram，theformationofthemicrostructurewasanslysized．Theantecedentlyprecipitatedphasewascromemetal，thenproceedtheeutecticreactionL÷(Al，Cr)203+Cr．T

8、heres