原位生长柱状晶复相增韧氧化铝陶瓷的研究

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1、经本斯大学琰卡学使论文摘要本论文以研究无压和真空热压烧结条件下氧化铝的柱状晶发育为主，通过加入CAS、Nb205、CAS+MgO、CAS+Nb205四种添加剂，首次从原位生长氧化锚柱状品配合第二相增韧角度出发，对柱状晶复相增韧氧化铝陶瓷的显微组织和烧结性能进行了系统的研究，测试了加入不同成分添加剂和配合第--+H时的力学性能。研究结果表明，加入CAS、Nb205、CAS+MgO、CAS+Nb205时，添加剂都是以彤成液相的方式促进烧结，选择适当的添加剂能够促进柱状晶的生长，反之，员I在生长过程起到干扰破坏作用。当

2、CAS加入量为0．6wt％时，能够得到晶粒发育完全的柱状品，长径}艺达到8：l，相对密度97．2％；CAS+Nb205配合使用时，加入0。4wt％CAS和0．5wt％Nb205时，材料的相对密度可达97．8％，长径比在8：l以上，烧结性能明盟的优越予单独使用cAS；当单独使用Nb205时，对材料的烧结性能有一定的提高，获褥的组织主要为等轴晶，并有少量的板块状晶粒；CAS+MgO配合使用时，对氧化铝陶瓷的烧结性能有很好的作用，获得的组织主要为等轴晶。第二相的加入，对氧化铝晶粒的形貌影响较大。在无压烧结条件下，CAS

3、、CAS+Nb205分别配合第二相3Y．TPZ使用，发现少量的柱状晶的出现，充分说明第二相的使用对氧化铝柱状晶粒的生长产生了阻碍作用。加入的氧化锆分别以豫稳定的t-Zr02和t'-Zr02形式存在，在相变增韧上发挥了重要作用。zr02在晶界溶质成分扩散过程中，组分相对独立存在，从而在空间位置上对氧化铝组织的生长产生阻碍。通过相应的力学性能分析，氧化铝柱状品复相增韧可以明显提高材料的综合力学性能。采用能谱分析对材料进行了成分分析，并利用XRD衍射分析对其物相进行定性讨论。通过获得的相关试验数据，利用动力学原理，对烧

4、结过程进彳亍了研究，得出烧结过程的扩散是以界面扩散为主。同时利用相关的原理，对柱状晶的生长机理进行了初步的研究。关键词：氧化铝；柱状晶；生长机理；CAS；Nb205{蠢本斯人学硕士学穰论文AbstractThispaperstudiedontheevolutionofA1203elongatedgraindopingwithCAS，Nb20s，MgOand3Y-TZPunderwithoutpressingorhotpressedsinteringrespectively．Fromin—situgrowthelo

5、ngatedgrainofA1203cooperating晰tllsecondphasetotoughenA1203，wefirstlyresearchedmicrostructureandsinteringpropertiessystematically，anddetectedthemechanicalperformancewithdifferentingredientadditivesandsecondphase．TheresultshowsthatusingCAS，Nb20s，CAS+MgOandCAS+N

6、I)205CanprompttheA1203sinteringbehaviorsbecauseofliquidphase。Whenadding0．6wt％CAS，theevolutionelongatedgraincanbeobtained，andtheaspectratioofgrainachieved8，relativedensityreached97。2％。Using0．4wt％CAScooperatingwith0．5wt％Nb205。thesinteredpropertiesarebetterthano

7、nlyusingCAS，simultaneously，theaspectofelongategrainisover8，andrelativedensityis97．8％．UsingNb205Canpromptthesinteringpropertytoacertainextentandobviouslyobminedequiaxedandplateletgrains．CAScooperatingwithMgOisavailtosinteringandobtainedequiaxedgrain．Onallaccou

8、nts，ReasonableadditivescanbebeneficaltOtheelongatedgraingrowth，orrestraineditsgrowth。Addingsecondphasecanaffectthemicrostmctureofaluminaceramics．ByinducingCAS+3Y-TZP，CAS+№05+3Y—TZP，lessel