复合材料中铁纤维氧化和性能关系的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的迅速发展，为适应对于材料发展的需求，对陶瓷基复合材料性能提出越来越高的要求，以金属纤维增强陶瓷基复合材料发展越来越快。但对于研究金属纤维在材料中的氧化行为目前还没有进行系统的研究。本研究以来源丰富、价格低廉的A1203为基体，通过添加铁纤维和各种性能的调节剂，在常压低温下烧结得到了铁纤维增强A1203陶瓷基复合材料。采用XPS技术对铁纤维氧化行为以及程度进行表征，就基体不同配比，不同添加量成型压力及不同添加剂对铁纤维增强～203陶瓷基复合材料中铁纤维的氧化机理以及程度进行了较系统的研究，并结合TG．DTA、

2、XRD和SEM分析讨论了铁纤维增强础203陶瓷基复合材料的显微结构和性能。为制备铁纤维增强舢203陶瓷基复合材料的应用提供了应用参考的依据。结果表明，随着砧203含量的减少，Si02含量的增大，材料的致密化程度整体为下降趋势；材料中铁纤维氧化程度增大；材料的力学性能有所降低。随着砧203含量的减少，铁纤维含量的增大，所制得的材料的密度以及气孔率波动较大，铁纤维含量为15％时密度最大，气孔率最小；含量为25％时密度最小，气孔率最大；随着铁纤维含量的增大，铁纤维的氧化程度减小，但铁纤维含量为25％时，其氧化程度最大；材料的力学性能与材料的密度以及气孔率

3、相对应：密度大、气孔率小，铁纤维氧化程度低；密度小、气孔率大，铁纤维氧化程度高。研究了在铁纤维增强A1203陶瓷基复合材料中引入了CaO、MgO、SiC、Zr02等不同添加剂对陶瓷结构和性能的影响，并分析其作用机制。结果表明SiC和Zr02这两种添加剂的加入都导致了材料的致密化程度上升密度增大，气孔率减小，而加入CaO、MgO都导致了材料的致密化程度上升密度减小，气孔率增大；而这个结果导致SiC、Zr02这两种添加剂的加入使材料中铁纤维氧化程度减小，CaO和MgO使材料中铁纤维氧化程度增大；SiC、Zr02这两种添加剂的加入使材料的强度和韧性得NT

4、提高，而加入MgO与CaO导致了材料的强度及韧性下降。关键词：氧化铝陶瓷，铁纤维，氧化，性能武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,tomeetthematerialneedsofthedevelopmentoftheceramicmatrixcompositeperformancebyincreasingtherequirementsofmetalfiber-reinforcedceramicmatrixcompositedevelopmentofmore

5、andmorerapidly．ButfortheStudyofmeta。lfibermaterialsintheconductofthecurrentsystemhasnotyetconductedthestudy．Inthisstudy,sourceofrich,lowpricesA1203一basedbody,byaddingironfiberandvariouspropertiesofregulator,theatmospherictemperaturebytheironsinteringA1203fiberreinforcedceramic

6、matrixcomposite．XPStechnologyto墩ironoxideacts弱well弱fiberextentofcharacterization,basedontheratioofdifferentbody,differentcontentanddifferentadditivesmoldingpressureonironfiber-reinforcedceramicmatrixcompositeA1203intheoxidationofironandfiber谢llconductmoresystematicResearch,com

7、binedwithT(卜DTA，XRDandSEManalysisdiscussedtheironfiber-reinforcedceramicmatrixcompositeA1203themicrostructureandproperties．Preparationfortheironfiber-reinforcedceramicmatrixcompositeA1203theapplicationseethebasisfortheapplication．111eresultsshowedthatwiththereductionA1203conte

8、nt,Si02oftheincrease，thedensematerialforthedegreeofoveralldec