微波燒結(jié)Al2O3-SiC復(fù)合材料研究.pdf

1、本課題采用微波加熱技術(shù)，分別制備了氧化鋁粉體和Al2O3/SiC復(fù)合材料。首先采用微波熱解前驅(qū)體方法制備得到高分散α-Al2O3粉體，獲得微波熱解制備氧化鋁粉體的最佳工藝參數(shù);并以此α-Al2O3粉體為原料，通過(guò)添加SiC粉體，SiC粉體顆粒表面改性等方式，實(shí)現(xiàn)了Al2O3/SiC復(fù)相陶瓷的微波燒結(jié)。
　　 在氧化鋁粉體制備過(guò)程中，以硫酸鋁銨和氫氧化鋁為前驅(qū)體，采用混合加熱模式，通過(guò)設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易保溫結(jié)構(gòu)，以SiC棒為輔助加熱體，

2、以Al2O3坩堝作為樣品倉(cāng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定均勻燒結(jié)。微波加熱至1100℃、保溫5min，制備得到晶粒尺寸為0.3μm左右的氧化鋁粉體，顆粒尺寸均勻，分散性好，無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。隨著微波燒結(jié)溫度提高至1200℃，氧化鋁顆粒出現(xiàn)長(zhǎng)大現(xiàn)象，然而，保溫時(shí)間的延長(zhǎng)并未影響氧化鋁粉體的顆粒形貌與尺寸。對(duì)比電阻加熱方式，電阻加熱至1300℃，保溫30min，也可獲得顆粒尺寸0.3μm左右的氧化鋁粉體，但出現(xiàn)較為嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。
　　 氧化鋁粉體低溫不吸收

3、微波，選取微波吸收體SiC作為添加相，通過(guò)添加不同含量的SiC粉體(5vol.％，10vol.％，15vo1.％，20vo1.％)，改變燒成溫度(1300℃，1350℃，1400℃，1450℃，1500℃)，從而獲得穩(wěn)定的氧化鋁復(fù)相陶瓷的微波燒結(jié)工藝。在Al2O3/SiC復(fù)合材料制備過(guò)程中，在混合加熱模式保溫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在燒結(jié)樣品周圍增加保溫材料，降低燒結(jié)樣品與周圍環(huán)境之間的溫度梯度，實(shí)現(xiàn)樣品穩(wěn)定升降溫;同時(shí)，通過(guò)控制功率，對(duì)燒結(jié)樣品

4、的降溫速率進(jìn)行控制。
　　 結(jié)果表明:隨著燒結(jié)溫度的提高，復(fù)相陶瓷的密度逐漸提高，氣孔率下降，當(dāng)燒結(jié)溫度為1450℃，保溫30min，密度達(dá)到最大值。隨著SiC含量的增加，Al2O3/SiC復(fù)相陶瓷的莫來(lái)石化程度增加，當(dāng)SiC添加量為20vo1.％時(shí)，復(fù)相陶瓷完全莫來(lái)石化。為了降低復(fù)相陶瓷燒結(jié)溫度，減少樣品的莫來(lái)石化程度，本課題選擇溶膠凝膠法與高溫氧化兩種方式對(duì)SiC表面進(jìn)行改性，獲得SiO2包裹SiC的核殼結(jié)構(gòu)，Al2O3/(