氧化鋯—鈦酸鋁復(fù)相材料的制備及性能研究

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1、摘要氧化鋯材料的熔點(diǎn)高(2700℃)、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗酸堿、抗?fàn)t渣侵蝕性強(qiáng),但熱膨脹系數(shù)高、抗熱震性能差:而鈦酸鋁的熱膨脹系數(shù)低、熔點(diǎn)較高(1860℃),是一種典型的高抗熱震特種陶瓷材料.本課題試圖綜合z她和A12TiOs材料的優(yōu)點(diǎn),將鈦酸鋁引入到氧化锫材料中,采用共沉淀法試驗(yàn)探索一種耐高溫高抗熱震7_z02-A12Ti05復(fù)相陶瓷材料的制備方法。試驗(yàn)研究Zr02-A12Ti05復(fù)相材料的制備方法、鈦酸鋁含量、燒結(jié)溫度、氧化鋯(PSZ)粒徑對Zr02-A12Ti05復(fù)相材料性能的影響。以硫酸鋁及硫酸亞鈦為原料,以粒徑分別為0.81.tm,2tun、5tim、8tun

2、的部分穩(wěn)定二氧化鋯PSZ微細(xì)粉為基體,分散在Al”濃度0.02mol·L.1可溶鋁鹽及Ti3+濃度0.01mol·L-1的鈦鹽溶液中,以濃度為0.2mol·L1的氨水為沉淀劑,pH控制為5.2.5.5,獲得A12Ti05復(fù)合Zr02的懸浮體。將懸浮體脫水干燥后,經(jīng)1350℃,1400℃,145012,150012燒結(jié)獲得Zr02-A12TiOs復(fù)相陶瓷材料。對燒后的復(fù)相材料進(jìn)行了燒結(jié)性能、物相組成、顯微結(jié)構(gòu)及抗熱震性能進(jìn)行了測定.研究結(jié)果表明:鈦酸鋁含量為5%,氧化鋯含量為95%的試樣在各溫度下燒成后其燒結(jié)性能優(yōu)良;燒結(jié)溫度為150012時(shí),適宜制備致密度高及強(qiáng)度高的ZrO

3、rA12Ti05復(fù)相材料;隨著試樣中鈦酸鋁含量含量由2%增加至5%,試樣的燒結(jié)性能明顯提高,但鈦酸鋁含量含量由5%增加至8%,試樣顯微結(jié)構(gòu)的晶粒完整程度明顯增加,但試樣的燒結(jié)致密程度變化幅度較?。籔SZ粒徑為0.8ttm、含量為95%的53mmX10minx10mm試樣經(jīng)1500℃燒結(jié)后的氣孔率較低,抗折強(qiáng)度較高,l10012下熱震次數(shù)達(dá)20次,比純PSZ材料的抗熱震性能具有明顯的提高。將共沉淀法與固相法分別制備的Zr02-A12Ti05復(fù)相材料進(jìn)行燒結(jié)性能及抗熱震性能比較。結(jié)果表明:共沉淀法制備Zr02-Ai2Ti晚復(fù)相材料的燒結(jié)性能及抗熱震性能均優(yōu)于固相法。圖28表18

4、參5l關(guān)鍵詞:Zr02,A12Ti05,復(fù)相材料,共沉淀法分類號。TQl75河北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractZireoniahashighmeltingpoint(270032).degreeofhardness、goodchemicalstabilityandacid-alkaline、cinder、corrodibilityresistance,howcvgr,withhighthermalexpansionandbadthermalshockresistance.Moreover,aluminiumtitanalehaslowthermalexpansiona

5、ndhighmeltingpoillt(186032),itisatypicalceramicmaterialwithllighthermalshockresistance.MeritsofZirconiumoxideandaluminiumtitanatewerecombinatedintheexperiment.Zirconia-aluminiumfitanatecompositewaspreparedbyco-precipitationmethod.Someeffectivefactorswerestudied,includingpreparingmethod、con

6、telltsofaluminiumtitanate、sinteringtemperatureandsizeofzireoniaoneffectsofzirconia-composite.Aluminiumsulfateandtitanoussulfatewcreusedasrawmaterials.ZireoniamiropowdersPSZwithdifferentsizes-O.8Hm、2pm、5Hm、81an,whichwJ斟'eusedascoveredmatterstodisperseinmixturesolutionof0.02t001.r1APandO.01m

7、01.L。1Ti≯Aqueousammonia(O.2mol‘L.1)wasusedasprecipitatingagent.pHofmixturesolutionwascontrolledintherangeof5.2to5.5.Zirconia-aluminiumtitanatesuspensioncouldbeobtained.Aftersuspensionwasdehydrated,driedandindividuallycalcined越1350℃.1400℃.1450℃and1500℃toobtainZ

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