添加剂及制备工艺对ZrO2致密化影响的研究

来源 :机械科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:koala01250708
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
部分稳定的氧化锆陶瓷(PSZ)具有强度高、硬度大、耐磨性好以及韧性好等优良性质,作为结构陶瓷部件的应用十分广泛。然而,分布于其内部及表面的气孔缺陷严重影响了氧化锆陶瓷作为结构部件的使用寿命以及应用范围。本实验从氧化锆原料粉体的颗粒级配、添加剂的选用、素坯成型工艺和烧结工艺及其控制技术等方面着手,开展对于氧化锆陶瓷致密化影响因素的研究,通过提高致密度减少气孔缺陷,探寻具有优秀力学性能和高体积密度的氧化锆陶瓷的制作工艺路线,对于制备高耐磨性的致密氧化锆陶瓷具有现实的指导意义;在研究中总结的相关结论将对发展氧化锆陶瓷致密化理论做出有益的贡献。本实验以氧化锆陶瓷致密度为指标对各项工艺进行分级优化,并通过测试其弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性等力学性能,辅以金相显微镜和扫描电子显微镜观察其微观形貌。按照下述工艺过程制备的氧化锆陶瓷试样,相对密度达到99.67%,弯曲强度812MPa,断裂韧性10.51 MPa·m1/2,维氏硬度11.35GPa(HV10):将3Y-TZP超细粉体按照质量分数0.5%,0.4%,0.4%,1.5%分别添加CuO、Al12O3、MgO和CeO2,并按照6ml/100g加入浓度为5.5%的PVA混合球磨24小时后,手工造粒,按照20-80目、80-200目和小于200目筛选的颗粒质量比为6:3:1进行颗粒级配。混合后的粉体称取5g先以6MPa-保压5s的工艺单轴双向浮动加压成型,再以200MPa-10s等静压二次加压得到氧化锆素坯进行常压烧结。烧结曲线为:150-400℃区间升温速度0.5℃/min,1000-1200℃区间升温速度2℃/min,其余各段升温速度1℃/min,1540℃烧结,保温180min后随炉冷至室温。对颗粒级配工艺的探讨表明,由于手工造粒的粉体颗粒尺寸和形状不均匀,所以无级配的粉体成型过程中受拱桥效应作用明显,致密度不高。通过颗粒级配,中小颗粒可以填充到大颗粒所搭建的孔隙中,以实现较致密的堆积从而促进素坯致密化。四种氧化物添加剂的掺杂,能够有效的提高材料的致密度和力学性能。氧化锆陶瓷的致密度随其中CuO和CeO2的掺杂量先增大后减小,在实验设计范围内随Al2O3和MgO掺杂量的增加而增大。PVA的含量也对氧化锆陶瓷的致密化有着一定的影响。对成型工艺的探讨表明,在一定的压力和保压时间范围内,单轴双向加压结合冷等静压补压的成型工艺能够显著促进氧化锆陶瓷素坯和烧结体的致密化。在相同的烧成条件下,烧结体的体积密度随着压力的增大而呈现先上升后下降的趋势,由于试样尺寸较小,保压时间对其致密度的影响并不显著。素坯和烧结体试样的密度有着较好的相关性。掺杂粉体在1540℃即已致密烧结,烧结温度继续升高时晶粒、气孔长大,致密度反而降低。150-400℃以较慢的升温速度进行,可以使PVA充分分解排出。1000-1200℃较快的升温速度能够抑制CuO相关反应的进行从而促进致密化。本研究的结果在实现氧化锆陶瓷致密化、延长氧化锆陶瓷作为结构部件的使用寿命并且拓展其应用范围等方面有重要意义。
其他文献
目的评价某疾病预防控制中心皮肤病用药现状及趋势,为皮肤科临床筛选用药提供依据。方法对该中心2006~2010年皮肤病用药品种和销售金额进行统计分析。结果抗变态反应药、抗真菌
应印度国际半干旱热带作物研究所(ICRISAT)邀请,11月10~15日,中国热带农业科学院(下称:中国热科院)南亚热带作物研究所刘恒教授、窦美安研究员等一行赴印度考察交流,执行“旱
近年来,地税部门紧紧围绕“法治、公平、文明、高效”的治税方针,逐步建立起以“政府领导、税务主管、部门配合、社会参与、信息化支撑”为主要内容的综合治税体系。特别是从20
报纸
动力设备和管线是机械工业企业生产的重要物质技术基础,是企业生产活动的“心脏”和“动脉”。动力设备在企业生产过程中,一般具有连续性、系统性等特点,要求安全、可靠、经
基建企业是我国工业结构的重要支柱,它占有的固定资产总额是一笔相当庞大的数字。据粗略推算,仅其中的加工机械部分,资产总额就在4亿元以上。那末,这部分设备的管理情况又是
“情境”在杜威教育哲学思想体系中具有重要的地位。经由杜威阐释的情境,揭示出深层的哲学意蕴:一是批判了形式逻辑的教条式论证,并对传统逻辑进行了科学化的改造;二是重建了
清末,清政府从天朝上国的美梦中惊醒过来,意识到自身的弱点,于是开始向西方学习。留学渐兴,从《警钟日报》可以看出,专业已极为丰富,从单纯的学习军事向自然科学和社会科学发
针对目前在铁路、公路、港口、城市规划等土木工程中土方量计算方法的优缺点进行了分析,重点介绍了基于DEM计算土方量的思路与原理,并对基于DEM土方量计算的误差进行了初步探讨。
文中介绍了用GeoCOM的函数调用模式对Leica TPS系列全站仪进行二次开发的过程,给出了几个在编写程序时的注意事项,并通过实验验证了它的测角、测距的精度、效率以及开发的实用性。
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield