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《氧化鋁基復(fù)相陶瓷的抗熱震性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào):TQ17410710-2015231029專業(yè)碩士學(xué)位論文氧化鋁基復(fù)相陶瓷的抗熱震性研究王凡導(dǎo)師姓名職稱桑可正教授專業(yè)學(xué)位類別申請(qǐng)學(xué)位類別工程碩士材料工程及領(lǐng)域名稱論文提交日期2018年5月2日論文答辯日期2018年5月24日學(xué)位授予單位長(zhǎng)安大學(xué)StudyonthermalshockresistanceofaluminabasedcompositeceramicsADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangFanSupervisor：Prof.SangKezhengChang’anUniversi
2、ty,Xi’an,China摘要陶瓷具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的耐高溫腐蝕性能和出色的化學(xué)穩(wěn)定性，但其抗熱震性通常較差，這使得其應(yīng)用于鑄造鑲嵌法制備陶瓷/金屬?gòu)?fù)合材料時(shí)受到限制。因此，研究進(jìn)一步提高陶瓷的抗熱震性是非常必要的。本研究通過(guò)在Al2O3/莫來(lái)石復(fù)相陶瓷原料中分別添加AlF3、MgO和ZrSiO4，在復(fù)相陶瓷中引入莫來(lái)石晶須、堇青石和ZrO2，基于晶須增韌、熱膨脹失配和相變?cè)鲰g的機(jī)制，以解決Al2O3/莫來(lái)石復(fù)相陶瓷熱震后強(qiáng)度低等問(wèn)題。研究原料組成、燒結(jié)溫度和保溫時(shí)間對(duì)陶瓷物相組成、燒結(jié)性能、微觀形貌、機(jī)械性能和抗熱震性能的影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)Al2O3/莫來(lái)石復(fù)相陶
3、瓷抗熱震性能的控制。研究結(jié)果表明：（1）以Al2O3、SiO2和AlF3為原料，通過(guò)注漿成型法制備莫來(lái)石晶須增強(qiáng)的Al2O3/莫來(lái)石復(fù)相陶瓷。隨著溫度和AlF3添加量的增加，莫來(lái)石晶須的長(zhǎng)徑比降低并粗化。1600℃燒結(jié)，AlF3含量5wt%，生長(zhǎng)出的莫來(lái)石晶須直徑為3～10μm，長(zhǎng)徑比10～15。陶瓷的斷口主要表現(xiàn)出穿晶斷裂特征。莫來(lái)石晶須的橋聯(lián)作用顯著提高陶瓷的斷裂韌性，斷裂韌性最高達(dá)4.79MPa?m1/2。莫來(lái)石晶須能夠阻礙熱震過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋的擴(kuò)展，有效增強(qiáng)陶瓷抗熱震性。AlF3含量為5wt%，復(fù)相陶瓷熱震10次后的彎曲強(qiáng)度損失率最低為3.82%。（2）以Al2O
4、3、SiO2和MgO為原料，以適量的PVA溶液作為塑性劑，通過(guò)模壓成型法制備Al2O3/莫來(lái)石/堇青石復(fù)相陶瓷。隨著MgO添加量的增加，復(fù)相陶瓷中開(kāi)始出現(xiàn)堇青石相，開(kāi)氣孔率增加，體積密度降低。Al2O3/莫來(lái)石/堇青石復(fù)相陶瓷的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性均隨著MgO含量增加而降低。基于熱失配機(jī)制，Al2O3/莫來(lái)石/堇青石復(fù)相陶瓷熱震10次后的彎曲強(qiáng)度損失率最低為7.42%。（3）以Al2O3、ZrSiO4和MgO為原料，以適量的PVA溶液作為塑性劑，通過(guò)模壓成型法制備Al2O3/ZrO2/莫來(lái)石復(fù)相陶瓷。隨著MgO添加量的增加，t-ZrO2含量增加。過(guò)多的MgO加入會(huì)生成鎂鋁尖
5、晶石。基于ZrO2相變?cè)鰪?qiáng)作用，Al2O3/ZrO2/莫來(lái)石復(fù)相陶瓷的彎曲強(qiáng)度最大為365.21MPa，陶瓷的斷裂韌性達(dá)到5.31MPa?m1/2。復(fù)相陶瓷熱震10次后彎曲強(qiáng)度的損失率最低為5.61%。關(guān)鍵詞：復(fù)相陶瓷；晶須增韌；ZrO2相變；抗熱震性IAbstractCeramicshaveexcellentmechanicalproperties,goodcorrosionresistanceathightemperatureandexcellentchemicalstability.However,ceramic/metalcompositematerialspre
6、paredbycastinginlaymethodhasbeenreceivedrestrictionsontheapplication,duetothepoorthermalshockresistanceofceramics.Therefore,itisveryimportanttostudyhowtoimprovethethermalshockresistanceofceramics.Inthispaper，theproblemoflowstrengthofAl2O3/mullitecompositeceramicsafterthermalshockwassolved
7、.ByaddingAlF3,MgOandZrSiO4toAl2O3/mullitecompositeceramics,mullitewhiskers,cordieriteandZrO2wereintroducedintothecompositeceramics,basedonthemechanismofwhiskertoughening,thermalexpansionmismatchandphasetransitiontoughening.Theinfluenceofthecompositionofrawmaterials,
