等離子束熔融法制備氧化鋁陶瓷研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷具有許多優(yōu)良的性能，如硬度高，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐磨損性好，熔點(diǎn)高等，而在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。目前主要采用燒結(jié)工藝來(lái)制取氧化鋁陶瓷，但是燒結(jié)工藝本身具有一定的局限性，從而限制了氧化鋁陶瓷性能的充分發(fā)揮。本文以等離子體性質(zhì)為理論依據(jù)，以電弧熔融法與感應(yīng)加熱冷坩堝技術(shù)為理論指導(dǎo)，提出了等離子束熔融法制備氧化鋁陶瓷技術(shù)方案，以期實(shí)現(xiàn)純氧化鋁陶瓷的高效低能耗制備。
　　本文利用等離子體熔融法成功的制備得到了氧化鋁陶瓷塊體。

2、以等離子熔覆工藝參數(shù)為基礎(chǔ)，采用正交實(shí)驗(yàn)分析了等離子束熔融的主要影響因素，確定了最佳熔融工藝參數(shù)：主氣流量：1.0m3/h；電流：340A；送粉速度：2.3Kg/h。
　　利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜、X射線衍射等方法研究了工藝參數(shù)優(yōu)化后制備的陶瓷顯微結(jié)構(gòu)及物相組成。實(shí)驗(yàn)表明：氧化鋁陶瓷主晶相為α-Al2O3，晶粒細(xì)小，尺寸大約為1-2μ，結(jié)構(gòu)致密。氧化鋁陶瓷具有較高的體積密度與顯微硬度，其中平均體積密度為3.90g/cm3，達(dá)

3、到理論密度的98％；顯微硬度高達(dá)1450HV。本文詳細(xì)的論述了氧化鋁陶瓷熔融析晶的機(jī)理，討論了具有高密度與高硬度的原因。
　　對(duì)氧化鋁陶瓷的耐磨損性能進(jìn)行了檢測(cè)與分析，討論了載荷、滑動(dòng)速度、滑動(dòng)距離與磨損量、摩擦系數(shù)之間的關(guān)系，分析了陶瓷磨損過(guò)程機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明：氧化鋁陶瓷具有良好的耐磨損性能。在干摩擦條件下，陶瓷的磨損機(jī)理為粘著磨損與磨粒磨損；陶瓷的磨損量隨著滑動(dòng)速度的增加而降低，隨著載荷的增加而增加。在滑動(dòng)線速度0.84m/s的

4、條件下，摩擦系數(shù)隨著載荷的增加而降低，隨著滑動(dòng)距離的增加先增加后減小至一恒定值；陶瓷磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變的臨界載荷為160N-200N。
　　陶瓷的耐腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氧化鋁陶瓷具有良好的耐腐蝕性能。它的電化學(xué)自腐蝕電位為-137.3mV，自腐蝕電流為0.0049μA/cm2；在酸堿溶液中的腐蝕機(jī)理為整體化學(xué)溶解腐蝕與點(diǎn)蝕，分析了腐蝕機(jī)制原理；在相同的腐蝕周期內(nèi)，在研究的三種侵蝕液中，氧化鋁陶瓷的耐腐蝕性能都隨著溶液濃度的增加而降低；當(dāng)