三維貫通Al2O3-Al復(fù)合材料制備的研究.pdf

1、近年來，三維貫通陶瓷/金屬復(fù)合材料得到越來越多研究者的重視。此種材料中的陶瓷相與金屬相在三維空間呈現(xiàn)雙連續(xù)互鎖結(jié)構(gòu)，互為增強(qiáng)，使得復(fù)合材料的耐磨性、高溫強(qiáng)度等性能得到很大提升。但是，陶瓷與金屬之間存在潤濕性較差的問題。本研究依據(jù)SiO2與Al反應(yīng)生成Al2O3和Si，提出制備三維貫通Al2O3/Al復(fù)合材料的兩種方法：1）利用溶膠-凝膠法在Al2O3網(wǎng)絡(luò)陶瓷表面制備一層SiO2涂層，將含有涂層的陶瓷與鋁進(jìn)行復(fù)合，通過反應(yīng)潤濕來改善Al2

2、O3與Al金屬之間的潤濕性，從而制備出界面結(jié)合良好的三維貫通Al2O3/Al復(fù)合材料；2）制備出SiO2網(wǎng)絡(luò)陶瓷，利用其與Al液的反應(yīng)在原位生成Al2O3陶瓷，制備出界面結(jié)合良好的三維貫通Al2O3/Al復(fù)合材料。
　　經(jīng)過試驗(yàn)，得出以下結(jié)論：
　　（1）制得的SiO2涂層在900℃開始呈現(xiàn)出晶化趨勢，且處理溫度越高SiO2涂層的晶化程度越高；同時(shí)，較高溫度有利于SiO2顆粒的燒結(jié)，涂層的連續(xù)性越好。SiO2涂層厚度可通過調(diào)

3、節(jié)H2O:TEOS摩爾比和浸漬次數(shù)實(shí)現(xiàn)控制。
　?。?）SiO2涂層能夠有效改善75 Al2O3與Al的潤濕性，使得復(fù)合材料的界面更加潔凈，結(jié)合更加緊密。
　?。?）75Al2O3中的莫來石可以與鋁發(fā)生反應(yīng)形成Al2O3，此反應(yīng)可以改善潤濕，產(chǎn)生的毛細(xì)力使得鋁液更快進(jìn)入陶瓷內(nèi)部。鋁液進(jìn)入陶瓷的通道為反應(yīng)時(shí)體積收縮所形成的縫隙以及陶瓷內(nèi)部孔洞。
　?。?）SiO2陶瓷漿料中引入H3BO3后，可明顯提高陶瓷的密度和強(qiáng)度，且