凝固氧化物共晶陶瓷具備優(yōu)良的高溫性能,且具備耐腐蝕、抗氧化、高強度、高硬度等性能受到廣泛關(guān)注,成為新一代超高溫結(jié)構(gòu)材料的候選者之一,在超高溫航空航天發(fā)動機上具有重要應(yīng)用前景。本實驗采用高頻感應(yīng)區(qū)熔法凝固制備了Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶陶瓷。主要研究內(nèi)容和實驗結(jié)論如下：（1）預(yù)燒結(jié)體制備與表征。通過對預(yù)燒陶瓷的致密度、顯氣孔率、物相分析以及XRD譜圖的分析,確定最佳的燒結(jié)參數(shù)。其中,預(yù)燒結(jié)體選用摩爾比為65Al2O3/16Y2O3/19ZrO2的組份,熔點1715℃；隨著球磨速度的提高,粒徑下降,表面能增加,陶瓷的致密度增加,隨著燒結(jié)溫度的提高,材料的體積密度增加,顯氣孔率減小,溫度過高時,燒結(jié)陶瓷發(fā)生軟化,在1500℃條件下保溫?zé)Y(jié)2小時后體積密度為3.71g/cm3,顯氣孔率為3.00%,硬度為8.85GPa,斷裂韌性為2.35MPa·m1/2。（2）共晶陶瓷制備與表征。經(jīng)過分析模擬石墨坩堝、鉬坩堝和鎢坩堝的加熱過程中的固液界面和溫度梯度,結(jié)合實際試驗,確定使用尺寸為直徑10mm,壁厚2mm的鎢坩堝進行定向凝固實驗,區(qū)熔溫度確定為為2100℃,坩堝行走速率為0-1Omm/h... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 選題背景以及研究意義
    1.2 定向凝固技術(shù)的發(fā)展與分類
    1.3 共晶生長理論
        1.3.1 規(guī)則共晶
        1.3.2 非規(guī)則共晶
    1.4 氧化物共晶陶瓷
        1.4.1 氧化鋁基共晶陶瓷
        1.4.2 氧化物共晶陶瓷定向凝固常用制備技術(shù)
        1.4.3 定向凝固氧化物共晶陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)特征
    1.5 本課題研究目標與內(nèi)容
第二章 實驗方案及測試方法
    2.1 實驗原料及儀器
    2.2 實驗流程
        2.2.1 預(yù)燒結(jié)體制備
        2.2.2 定向凝固坩堝以及線圈的選擇
        2.2.3 感應(yīng)加熱區(qū)熔定向凝固共晶體制備
    2.3 性能測試與表征
        2.3.1 粒度分析
        2.3.2 相對密度及顯氣孔率
        2.3.3 試樣物相分析
        2.3.4 顯微結(jié)構(gòu)分析
        2.3.5 硬度及斷裂韌性的測定
第三章 預(yù)燒結(jié)陶瓷制備與表征
    3.1 燒結(jié)溫度和保溫時間的選擇
    3.2 球磨速度對預(yù)燒結(jié)試樣性能的影響
    3.3 預(yù)燒結(jié)陶瓷性能測試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 區(qū)熔共晶陶瓷制備與表征
    4.1 區(qū)熔工藝參數(shù)選擇
        4.1.1 坩堝的選擇和線圈形狀的選擇
        4.1.2 感應(yīng)線圈形狀及匝數(shù)的選擇
        4.1.3 區(qū)熔溫度的選擇
        4.1.4 坩堝行走速率的選擇
    4.2 共晶陶瓷相組成與顯微結(jié)構(gòu)
        4.2.1 共晶陶瓷宏觀形貌
        4.2.2 共晶陶瓷相組成
        4.2.3 共晶陶瓷微觀組織
    4.3 行走速率對共晶陶瓷生長的影響
        4.3.1 行走速率對共晶陶瓷微觀組織
        4.3.2 行走速率對共晶陶瓷力學(xué)性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3084227