氧化鋁基納米復相陶瓷的制備、性能及高爐風口小套陶瓷內襯的研究.pdf

1、本實驗采用納米Al<,2>O<,3>為基體粉料，分別以ZrO<,2>和SiC作為強化相粉料，開展了對Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>、Al<,2>O<,3>-SiC兩個系列納米復相陶瓷的研究。通過無壓燒結等工藝，制備出Al<,2>O<,3>基納米復相陶瓷。對該陶瓷的制備工藝、力學性能、顯微組織、抗熱震性能等進行了深入研究。 在研究Al<,2>O<,3>-SiC系列納米復合陶瓷過程中，對無氣氛保護燒結過程中，納米SiC粉料的

2、氧化現象進行了研究。發(fā)現納米SiC粉料，氧化現象非常明顯；隨納米SiC粒徑的減小及含量增加，氧化現象加劇。XRD檢測結果表明：燒結后樣品中SiC衍射峰消失，證明了納米SiC確實存在氧化。由于氧化現象的存在，燒結體內部存在大量的氣孔和玻璃相，致使材料的燒結性能下降。 在研究Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>系列陶瓷過程中，討論了ZrO<,2>添加量對材料致密度和顯微結構的影響。結果表明：ZrO<,2>的加入可以提高Al<,2>

3、O<,3>陶瓷的燒結活性，降低燒結溫度。在ZrO<,2>含量較少的情況下，處于Al<,2>O<,3>顆粒之間的部分ZrO<,2>顆粒阻礙了頸部的形成，使樣品的燒結密度降低。但隨著ZrO<,2>含量的增加，納米ZrO<,2>顆粒之間的接觸機會增多，使得樣品燒結密度提高。但當ZrO<,2>加入量超過一定限度時，會造成ZrO<,2>顆粒聚集，引起ZTA陶瓷各方面性能的下降。當ZrO<,2>含量較少時，在陶瓷燒結過程中，Al<,2>O<,3>基

4、體顆粒發(fā)生異常長大。而當ZrO<,2>含量較大時，Al<,2>O<,3>基體的這種在燒結時顆粒發(fā)生異常長大的趨勢明顯得到抑制，從而大大改善了ZTA陶瓷的組織性能。 通過大量實驗證明，適合無氣氛保護條件燒結的最佳的陶瓷系列為：Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>；最佳燒結工藝為：1590℃保溫1h。經上述工藝制備的陶瓷獲得了良好的力學性能，其中相對密度為98.57％?？箯潖姸葹?85.23MPa，斷裂韌性為6.60 MPa·m<