氧化鋁基納米復(fù)相陶瓷的制備、性能及高爐風(fēng)口小套陶瓷內(nèi)襯的研究.pdf

1、本實驗采用納米Al<,2>O<,3>為基體粉料，分別以ZrO<,2>和SiC作為強(qiáng)化相粉料，開展了對Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>、Al<,2>O<,3>-SiC兩個系列納米復(fù)相陶瓷的研究。通過無壓燒結(jié)等工藝，制備出Al<,2>O<,3>基納米復(fù)相陶瓷。對該陶瓷的制備工藝、力學(xué)性能、顯微組織、抗熱震性能等進(jìn)行了深入研究。 在研究Al<,2>O<,3>-SiC系列納米復(fù)合陶瓷過程中，對無氣氛保護(hù)燒結(jié)過程中，納米SiC粉料的

2、氧化現(xiàn)象進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)納米SiC粉料，氧化現(xiàn)象非常明顯；隨納米SiC粒徑的減小及含量增加，氧化現(xiàn)象加劇。XRD檢測結(jié)果表明：燒結(jié)后樣品中SiC衍射峰消失，證明了納米SiC確實存在氧化。由于氧化現(xiàn)象的存在，燒結(jié)體內(nèi)部存在大量的氣孔和玻璃相，致使材料的燒結(jié)性能下降。 在研究Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>系列陶瓷過程中，討論了ZrO<,2>添加量對材料致密度和顯微結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：ZrO<,2>的加入可以提高Al<,2>

3、O<,3>陶瓷的燒結(jié)活性，降低燒結(jié)溫度。在ZrO<,2>含量較少的情況下，處于Al<,2>O<,3>顆粒之間的部分ZrO<,2>顆粒阻礙了頸部的形成，使樣品的燒結(jié)密度降低。但隨著ZrO<,2>含量的增加，納米ZrO<,2>顆粒之間的接觸機(jī)會增多，使得樣品燒結(jié)密度提高。但當(dāng)ZrO<,2>加入量超過一定限度時，會造成ZrO<,2>顆粒聚集，引起ZTA陶瓷各方面性能的下降。當(dāng)ZrO<,2>含量較少時，在陶瓷燒結(jié)過程中，Al<,2>O<,3>基

4、體顆粒發(fā)生異常長大。而當(dāng)ZrO<,2>含量較大時，Al<,2>O<,3>基體的這種在燒結(jié)時顆粒發(fā)生異常長大的趨勢明顯得到抑制，從而大大改善了ZTA陶瓷的組織性能。 通過大量實驗證明，適合無氣氛保護(hù)條件燒結(jié)的最佳的陶瓷系列為：Al<,2>O<,3>-ZrO<,2>；最佳燒結(jié)工藝為：1590℃保溫1h。經(jīng)上述工藝制備的陶瓷獲得了良好的力學(xué)性能，其中相對密度為98.57％?？箯潖?qiáng)度為485.23MPa，斷裂韌性為6.60 MPa·m<