ZrO-2晶须增强多孔ZrO-2陶瓷基复合材料的制备和性能

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1、学术论文RESEARCH*ZrO2晶须增强多孔ZrO2陶瓷基复合材料的制备和性能PreparationandPropertiesofPorousZrO2CeramicMatrixCompositesReinforcedWithZrO2Whisker西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室白龙腾成来飞殷小玮李向明张立同山东工业陶瓷设计研究院高　芳　　　　　　　　　　　　[摘要]以ZrO（NO3）2·2H2O和四方ZrO2晶须为很大差异，与单斜、立方ZrO2相比，四方ZrO2具有低的原料，采用醇-水溶液加热法并结合冷冻干燥法制备了热导率和热扩散系数，高刚性和耐磨

2、性等特点，但四方多孔ZrO2(w)/ZrO2陶瓷基复合材料。研究了四方ZrO2ZrO2材料在制备过程中极易发生晶型转变，产生的大量晶须对多孔ZrO2(w)/ZrO2复合材料相成分、微结构、热导裂纹会严重降低材料的强度。因此，制备单一稳定的四率及抗压强度的影响。结果表明，ZrO2晶须可以有效方ZrO2隔热材料成为ZrO2隔热材料研究的难点之一。[1-3]抑制ZrO2由四方相转变为单斜相，当烧结温度为ZrO2气凝胶是以无机盐或金属醇盐为原料，经1100℃时，多孔ZrO2(w)/ZrO2复合材料全部为四方相，其溶胶、凝胶和干燥等步骤制备的轻质多孔纳米材料，将热导率

3、远小于全部为单斜相的多孔ZrO2陶瓷，抗压强材料低温焙烧可得到四方ZrO2粉体。醇-水溶液加热[4]度明显大于多孔ZrO2陶瓷。法是一种较新的气凝胶制备方法，可以制得粒径均匀[5]关键词：ZrO2晶须　隔热材料　热导率　抗压的高纯四方ZrO2。该方法不需要添加分散剂和稳定剂，强度不需要调节pH值，且简单易行、成本低，产率较高。[ABSTRACT]AZrO2(w)/ZrO2ceramicmatrixcom-向陶瓷中加入晶须是提高其抗压强度的一种有效positeisfabricatedbyusingheatingalcohol-aqueoussolu-途径。晶须

4、是以单晶结构形式生长，尺寸细小的高纯度tionandfreeze-dryingmethodwithZrO(NO3)2·2H2Oand针状纤维材料，其结构完美，内部几乎无缺陷，强度和模[6]tetragonalZrOwhiskerasstartmaterials.Theeffectsof量均接近晶体材料的理论值，它的存在可减少缺陷生2tetragonalZrO2whiskeronthephasecomposition,micro-成和阻止裂纹扩展。四方ZrO2晶须除了具有ZrO2良好structure,thermalconductivityandcompres

5、sivestrengthof的性质之外，其特殊结构决定了作为新型复合材料增强porousZrO2(w)/ZrO2compositeareinvestigated.Theresults体的优势。indicatethatZrO2whiskercouldrestrainthetransforma-迄今为止，有关采用ZrO2晶须制备隔热材料的报tionofZrO2fromtetragonaltomonocliniceffectively.道较少，尚不清楚添加四方ZrO2晶须对多孔ZrO2陶瓷Whenthesinteringtemperatureis1100℃,por

6、ousZrO2(w)/性能的影响规律。为了制备轻质四方ZrO2晶须增强ZrO2compositeiscomposedoftetragonalphase,andZrO2ZrO2复合材料，本课题采用醇-水溶液加热法并结合冷ceramiciscomposedofmonoclinicphase.Thethermal冻干燥法，以ZrO（NO3）2·2H2O为原料，向原料中加入四conductivityofporousZrO2(w)/ZrO2compositeisfarless方ZrO2晶须，制备了ZrO2晶须增强多孔ZrO2复合材料thanthatofporousZr

7、O2ceramic.Andthecompressive（ZrO2(w)/ZrO2），研究添加四方ZrO2晶须对多孔ZrO2陶瓷strengthofporousZrO2(w)/ZrO2compositeismuchhigher相成分、微结构及性能的影响规律。thanthatofporousZrO2ceramic.1　试验方法Keywords:ZrO2whiskerInsulationmaterialThermalconductivityCompressivestrength1.1　粉体与坯体的制备将10gZrO（NO3）2·2H2O（来自北京化学试剂公司）、随

8、着航空航天技术的发展，飞行器热结构用轻质150mL无