納米插層陶瓷連接設(shè)計(jì)及機(jī)理研究.pdf

1、先進(jìn)陶瓷坯體無壓連接技術(shù)在適應(yīng)各種形狀、尺寸陶瓷構(gòu)件的簡單化、低成本制備方面有巨大的應(yīng)用潛力，目前連接成功的例子多局限于單組分或?qū)傩韵嗨平M分的陶瓷坯體連接，而對于基體的物理性能如熱膨脹系數(shù)、密度、彈性模量、燒成收縮、顆粒大小等差異較大的體系尚不能實(shí)現(xiàn)連接。本文創(chuàng)造性的將應(yīng)用于高分子領(lǐng)域的聚合物/層狀硅酸鹽納米復(fù)合材料應(yīng)用于陶瓷連接。將壓制或注漿成型獲得到的物理屬性差異較大的Al2O3與ZrO2基體，通過含適宜的納米插層粘接劑的中間層設(shè)計(jì)

2、，實(shí)現(xiàn)了坯體連接后的共同燒結(jié)，證實(shí)了屬性差異較大的陶瓷坯體無壓連接的可行性，為大尺寸、復(fù)雜形狀及多屬性陶瓷材料構(gòu)件的低成本制造奠定基礎(chǔ)。 通過對接點(diǎn)強(qiáng)度及其微觀結(jié)構(gòu)的考察，研究了含聚合物/層狀硅酸鹽納米插層粘接劑的中間層連接材料對連接體力學(xué)性能及界面結(jié)構(gòu)的影響。中間層材料通過影響燒結(jié)過程中界面間的擴(kuò)散活動(dòng)以及界面處的微觀結(jié)構(gòu)，可對接點(diǎn)強(qiáng)度產(chǎn)生影響。當(dāng)中間層料漿中PLS含量為3-5wt％時(shí)，連接體系的強(qiáng)度達(dá)到最大值311.8Mpa

3、。連接體系的強(qiáng)度隨中間層厚度的增加而減小。從對連接機(jī)理的分析可以看到PLS粘接劑中對連接起重要做用。 成功連接的接點(diǎn)處的顆粒尺寸小于母材的尺寸，接點(diǎn)及鄰近區(qū)域的結(jié)構(gòu)不但與母材相比更為致密，沒有明顯的裂紋、氣孔及其它缺陷存在，而且不同種類和大小的顆粒能夠在界面上相互鑲嵌和相互填充。結(jié)合對連接強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和斷裂方式的分析，認(rèn)為在燒結(jié)過程中，中間層和母體之間發(fā)生擴(kuò)散，中間層和母體的顆粒在界面上相互鑲嵌在一起，形成良好的連接。 此