多孔氧化鋯陶瓷具有低密度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和較低的熱導(dǎo)率等優(yōu)點,在高溫隔熱領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。為了進(jìn)一步降低熱導(dǎo)率,本論文以具有更低密度的微米級空心氧化鋯微球為原料,研究摻雜空心氧化鋯微球的熱穩(wěn)定性及其多孔陶瓷的制備方法和性能。本論文通過溶劑熱法合成了分別摻釔、鈰、鑭和鋁的微米級空心氧化鋯微球;利用X射線衍射分析儀、能譜分析儀、Scherrer公式以及掃描和透射電子顯微鏡分別研究了摻雜空心微球的物相、元素組成、晶粒尺寸和微觀形貌;基于鋯和釔的合成原料摩爾配比10:1的空心微球以及叔丁醇基凝膠注模工藝成功制備了塊體多孔陶瓷材料;利用掃描電子顯微鏡、阿基米德排水法、電子萬能試驗機(jī)和激光導(dǎo)熱儀分別測試了多孔陶瓷的孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙率、體積密度、抗壓強(qiáng)度和室溫?zé)釋?dǎo)率,并分析了燒結(jié)溫度和固含量的影響規(guī)律。主要結(jié)論歸納如下:（1）分別摻入空心氧化鋯微球的釔、鈰、鑭和鋁有效抑制了氧化鋯晶粒在高溫下的生長,改善了空心氧化鋯微球經(jīng)高溫處理后的破碎現(xiàn)象,有效提升了其熱穩(wěn)定性。合成摻釔、鈰、鑭和鋁空心微球的最佳摩爾比分別為Zr:Y=10:1、Zr:Ce=10:2、Zr:La=10:10、Zr:Al... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氧化鋯的結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性
        1.1.1 氧化鋯的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 氧化鋯的熱穩(wěn)定性研究
    1.2 空心氧化鋯微球
        1.2.1 空心氧化鋯微球的特點及其熱穩(wěn)定性
        1.2.2 空心氧化鋯微球的制備
    1.3 多孔氧化鋯陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 有機(jī)泡沫浸漬法
        1.3.2 添加造孔劑法
        1.3.3 發(fā)泡法
        1.3.4 冷凍干燥法
        1.3.5 凝膠注模法
    1.4 論文研究意義與主要內(nèi)容
第二章 實驗材料與研究方案
    2.1 論文研究路線圖
    2.2 實驗材料與設(shè)備
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗設(shè)備
    2.3 樣品制備
        2.3.1 空心氧化鋯微球的制備
        2.3.2 空心氧化鋯多孔陶瓷的制備
    2.4 表征與測試
        2.4.1 物相與晶粒尺寸分析
        2.4.2 顯微結(jié)構(gòu)與成分分析
        2.4.3 多孔陶瓷孔徑尺寸分析
        2.4.4 密度與孔隙率測試
        2.4.5 抗壓強(qiáng)度測試
        2.4.6 室溫?zé)釋?dǎo)率測試
第三章 摻雜對空心氧化鋯微球組成和形貌的影響
    3.1 摻釔空心氧化鋯微球
        3.1.1 空心微球物相組成與晶粒長大分析
        3.1.2 煅燒溫度對空心微球形貌的影響
        3.1.3 摻釔空心微球的形成機(jī)理分析
    3.2 摻鈰空心氧化鋯微球
        3.2.1 鈰含量對空心微球的影響
        3.2.2 空心微球物相組成與晶粒長大分析
        3.2.3 煅燒溫度對空心微球形貌的影響
    3.3 摻鑭空心氧化鋯微球
        3.3.1 鑭含量對空心微球的影響
        3.3.2 空心微球物相組成與晶粒長大分析
        3.3.3 煅燒溫度對空心微球形貌的影響
    3.4 摻鋁空心氧化鋯微球
        3.4.1 鋁含量對空心微球的影響
        3.4.2 空心微球物相組成與晶粒長大分析
        3.4.3 煅燒溫度對空心微球形貌的影響
        3.4.4 摻鋁蛋黃結(jié)構(gòu)微球的形成機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 空心氧化鋯多孔陶瓷的形貌與性能研究
    4.1 燒結(jié)溫度對形貌和孔隙率的影響
    4.2 固含量對形貌和孔隙率的影響
    4.3 空心氧化鋯多孔陶瓷的力學(xué)性能研究
    4.4 空心氧化鋯多孔陶瓷的室溫?zé)釋?dǎo)率
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文與成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]直接發(fā)泡法制備ZrO2纖維增強(qiáng)的ZrO2閉孔泡沫陶瓷[J]. 代德美,劉和義,吳哲,劉聰.  真空電子技術(shù). 2017(05)
[3]La2O3和Y2O3摻雜ZrO2復(fù)合材料的高溫相穩(wěn)定性、抗燒結(jié)性及熱導(dǎo)率[J]. 蘇正夫,劉懷菲,王雅雷.  復(fù)合材料學(xué)報. 2015(05)
[4]航天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)的一體化設(shè)計[J]. 范緒箕.  航天器工程. 2014(03)
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[7]MnO2與TiO2對8YSZ低溫?zé)Y(jié)及性能的影響[J]. 胡海波.  稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2012(04)

博士論文
[1]鋯酸鑭基熱障涂層的制備及性能研究[D]. 徐春輝.中國地質(zhì)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]氧化鋯納米粉體的制備及其燒結(jié)性能研究[D]. 力國民.武漢理工大學(xué) 2011
[2]Al2O3摻雜3Y-TZP納米粉體的制備及其材料強(qiáng)韌化機(jī)理的研究[D]. 齊亮.天津大學(xué) 2007



本文編號：3722514