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(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),但是較低的斷裂韌性（3-4 MPa·m1/2）和抗彎強(qiáng)度（400-600 MPa）限制了其應(yīng)用,因此對(duì)Al2O3陶瓷進(jìn)行強(qiáng)韌化非常必要,而復(fù)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(jié)助劑,熱壓燒結(jié)制備了力學(xué)性能優(yōu)異的SiC/ZTA復(fù)合陶瓷,并分析了其力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)及其強(qiáng)韌化機(jī)制。首先,研究了球磨時(shí)間對(duì)SiC/ZTA復(fù)合陶瓷力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著球磨時(shí)間增加,抗彎強(qiáng)度提高,當(dāng)球磨時(shí)間增至10h,復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。其次,研究了燒結(jié)溫度、SiCw和SiCp的含量對(duì)SiC/ZTA復(fù)合陶瓷力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,隨著燒結(jié)溫度從1430℃升高到1630℃,復(fù)合陶瓷材料的維氏硬度、相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性都先增加后減小,在1530℃時(shí)達(dá)到最大且陶瓷完全燒結(jié)。因此確定SiC/ZTA復(fù)合陶瓷的最佳燒結(jié)溫度為1530℃。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)添加SiCw時(shí),隨著SiCw質(zhì)量從0增加到26 wt%時(shí),復(fù)合陶瓷的平均晶粒尺寸從75... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－丨晶須的増韌機(jī)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(shí)間對(duì)ＳｉＣ／ＺＴＡ復(fù)合陶瓷抗彎強(qiáng)度的影響。原料??Ａｌ２〇３、Ｚｒ〇２、ＳｉＣｐ和ＭｇＯ球磨時(shí)間為１０ｈ，ＳｉＣｗ的球磨時(shí)間分另ｉｊ設(shè)為；Ｚｈ和１０ｈ，??圖２－１為Ｓ１１樣品的抗彎強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果。當(dāng)ＳｉＣｗ的球磨時(shí)間由２?ｈ增加至１０?ｈ時(shí)，??材料的抗彎強(qiáng)度平均值有所增加，測(cè)量值更穩(wěn)定。可見(jiàn)，增加球磨時(shí)間可使ＳｉＣｗ在??基體中均勻分散，有效減少晶須的團(tuán)聚。因此，在利用ＳｉＣｗ對(duì)Ａ１２０３基復(fù)合陶瓷進(jìn)??行補(bǔ)強(qiáng)增韌時(shí)選擇合適的球磨時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)ＳｉＣｗ的均勻分散，有利于提高ＳｉＣ／ＺＴＡ??復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)中所有需要加入ＳｉＣｗ的樣品，球磨時(shí)間都設(shè)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(shí)間對(duì)Ｓｌｌ樣品抗彎強(qiáng)度的影響。圖中粗實(shí)線表示中位數(shù)

ｗｔ％的范圍內(nèi)變化時(shí)，可獲得力學(xué)性能優(yōu)異的ＳｉＣＷＺＴＡ復(fù)合陶瓷。??３．２．４顯微結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸??圖３－９為利用熱壓燒結(jié)法制備的含有不同ＳｉＣｗ質(zhì)量的ＳｉＣｗ／ＺＴＡ復(fù)合陶瓷的斷??面形貌。圖３－９（ａ）是ＳｉＣｗ含量為０的復(fù)合陶瓷的斷面ＳＥＭ圖片，可以看出Ｚｒ０２晶??粒與Ａ１２０３基體結(jié)合較好，沒(méi)有明顯的氣孔和缺陷，相對(duì)密度可達(dá)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(fù)合陶瓷的力學(xué)??性能隨ＳｉＣｗ的增加逐漸提高（圖３－８）。圖３－９ｄ中ＳｉＣｗ嚴(yán)重團(tuán)聚形成缺陷，由于ＳｉＣｗ??含量過(guò)高時(shí)，很難在基體中將其完全分散，ＳｉＣｗ之間就會(huì)形成搭橋效應(yīng)造成嚴(yán)重的??缺陷，從而降低了材料的力學(xué)性能（見(jiàn)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(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3617013