论文部分内容阅读
本实验以ZrOCl2·8H2O为原料,Y(NO3)3·6H2O、MgCl2·6H2O、AlCl3·6H2O、Ca(NO3)2·4H2O分别为掺杂剂,NH3·H2O为沉淀剂,采用液相共沉淀法制备Y2O3-ZrO2、MgO-ZrO2、Al2O3-ZrO2、CaO-ZrO2复合陶瓷粉体。用干压成型法在一定的压力下压制素坯,并以无压烧结法进行烧结。考察了反应介质、焙烧温度对粉体粒径、分散性的影响以及粉体性质、掺杂剂加入量、成型压力等因素对素坯及烧结体密度的影响。利用热重—差热分析(TG-DTA)确定了前驱体的焙烧温度;用透射电子显微镜(TEM)研究了粉体的形貌、大小及其分布;用X射线衍射光谱(XRD)检测了粉体的相组成;用扫描电子显微镜(SEM)分析了烧结体的显微结构;用维氏硬度(HV)表征了烧结体的力学性能。结果表明:乙醇为反应介质制备的ZrO2复合陶瓷粉体粒径均小于30nm,尺寸分布范围窄,分散性好,粉体烧结活性高,ZrO2主要以四方晶型存在,并含有少量单斜相。随着焙烧温度的升高,粉体粒径增大,单斜相含量有增加的趋势。由这些复合陶瓷粉体制得的烧结体断裂面平整,且无裂缝。Y2O3-ZrO2、MgO-ZrO2、Al2O3-ZrO2、CaO-ZrO2陶瓷烧结体的最佳成型压力分别为10MPa、7MPa、20MPa、20MPa。3%(mol)Y2O3、5%(mol)MgO、20~60%(mol)Al、5~20%(mol)CaO的ZrO2陶瓷素坯相对密度均在50%左右,3%(mol)Y2O3、10%(mol)MgO、20~80%(mol)Al、5~15%(mol)CaO的ZrO2陶瓷烧结体相对密度均在95%以上,接近理论值。80%(mol)Al的ZrO2烧结体维氏硬度(HV)最大。本实验还将Y2O3-ZrO2纳米粉体用作氧化铝陶瓷的添加剂,通过高温线膨胀仪、试验机、能量色散谱仪(EDS)对氧化铝陶瓷的线膨胀系数、抗折强度、耐压强度进行测试以及元素分布进行初步分析。结果表明在氧化铝中添加纳米氧化锆有利于改善氧化铝陶瓷的抗热震性和力学性能。