Al2O3陶瓷材料具有高硬度、良好的耐磨性和非常穩(wěn)定的化學性質等優(yōu)點,但是較低的斷裂韌性（3-4 MPa·m1/2）和抗彎強度（400-600 MPa）限制了其應用,因此對Al2O3陶瓷進行強韌化非常必要,而復合協(xié)同增韌具有更好的效果。本研究以A1203、3Y-Zr02為原料,碳化硅晶須（SiCw）和碳化硅顆粒（SiCp）為增韌劑,MgO為燒結助劑,熱壓燒結制備了力學性能優(yōu)異的SiC/ZTA復合陶瓷,并分析了其力學性能、微觀結構及其強韌化機制。首先,研究了球磨時間對SiC/ZTA復合陶瓷力學性能的影響。結果表明,隨著球磨時間增加,抗彎強度提高,當球磨時間增至10h,復合陶瓷的抗彎強度趨于穩(wěn)定。其次,研究了燒結溫度、SiCw和SiCp的含量對SiC/ZTA復合陶瓷力學性能的影響。結果表明,隨著燒結溫度從1430℃升高到1630℃,復合陶瓷材料的維氏硬度、相對密度、抗彎強度和斷裂韌性都先增加后減小,在1530℃時達到最大且陶瓷完全燒結。因此確定SiC/ZTA復合陶瓷的最佳燒結溫度為1530℃。研究發(fā)現(xiàn),當添加SiCw時,隨著SiCw質量從0增加到26 wt%時,復合陶瓷的平均晶粒尺寸從75... 

【文章來源】：海南大學海南省211工程院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨晶須的増韌機制示意圖（Ｃａｍｐｂｅｌｌ，１９９０）．??Ｆｉｇ．１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｔｈａｔ?ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅ?ｔｏ?ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ?ｂｙ??ｗｈｉｓｋｅｒｓ（ＣａｍｐｂｅｌＩ，１９９０）．??

樣品為代表，研宄了?ＳｉＣｗ的球磨時間對ＳｉＣ／ＺＴＡ復合陶瓷抗彎強度的影響。原料??Ａｌ２〇３、Ｚｒ〇２、ＳｉＣｐ和ＭｇＯ球磨時間為１０ｈ，ＳｉＣｗ的球磨時間分另ｉｊ設為；Ｚｈ和１０ｈ，??圖２－１為Ｓ１１樣品的抗彎強度測量結果。當ＳｉＣｗ的球磨時間由２?ｈ增加至１０?ｈ時，??材料的抗彎強度平均值有所增加，測量值更穩(wěn)定�？梢姡黾忧蚰r間可使ＳｉＣｗ在??基體中均勻分散，有效減少晶須的團聚。因此，在利用ＳｉＣｗ對Ａ１２０３基復合陶瓷進??行補強增韌時選擇合適的球磨時間，可實現(xiàn)ＳｉＣｗ的均勻分散，有利于提高ＳｉＣ／ＺＴＡ??復合陶瓷的力學性能。實驗中所有需要加入ＳｉＣｗ的樣品，球磨時間都設定為１０?ｈ。??１３００?－??卞??霄１２００?－??｜?ｘ??Ｓ?１１００?－??￡??＂〇）?１〇〇〇?－?ＧｙｙｉＳＳ??＾?９〇〇?－???丄??Ｖ）??ｒｏ?８００?－??３??２?７〇〇?－??６００?－??５００??，?１???２ｈ?１０ｈ??Ｓｅｃｏｎｄ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｔｉｍｅ?（ｈ）??圖２－１球磨時間對Ｓｌｌ樣品抗彎強度的影響。圖中粗實線表示中位數(shù)

ｗｔ％的范圍內變化時，可獲得力學性能優(yōu)異的ＳｉＣＷＺＴＡ復合陶瓷。??３．２．４顯微結構和晶粒尺寸??圖３－９為利用熱壓燒結法制備的含有不同ＳｉＣｗ質量的ＳｉＣｗ／ＺＴＡ復合陶瓷的斷??面形貌。圖３－９（ａ）是ＳｉＣｗ含量為０的復合陶瓷的斷面ＳＥＭ圖片，可以看出Ｚｒ０２晶??粒與Ａ１２０３基體結合較好，沒有明顯的氣孔和缺陷，相對密度可達９９．６９％（圖３－７）。??圖３－９ｂ、ｃ、ｄ分別為Ｓ５、Ｓ２、Ｓ６樣品的斷面ＳＥＭ圖片，黃色箭頭指示ＳｉＣｗ拔出??現(xiàn)象。由圖３－９ｂ和ｃ可知Ｓ５，?Ｓ２中ＳｉＣｗ在ＺＴＡ基體中分散均句，復合陶瓷的力學??性能隨ＳｉＣｗ的增加逐漸提高（圖３－８）。圖３－９ｄ中ＳｉＣｗ嚴重團聚形成缺陷，由于ＳｉＣｗ??含量過高時，很難在基體中將其完全分散，ＳｉＣｗ之間就會形成搭橋效應造成嚴重的??缺陷，從而降低了材料的力學性能（見圖３－８）。??圖３－９?（ａ－ｄ）?ＳｉＣｗ／ＺＴＡ陶瓷的斷裂表面的ＳＥＭ圖像

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3617013