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《氧化鋁莫來石復合陶瓷的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、摘要利用SiC和趟203納米粉末在空氣中反應燒結制備了氧化鋁／O．18～8．72vol％莫來石復合陶瓷。研究了莫來石(3A1203'2Si02)的生長行為，成分組成、微觀結構、應力狀態(tài)以及力學性能和耐磨性能。運用x射線衍射(XRD)的良2口掃描、外標法和sin2姚分別對樣品進行定性、定量相分析和表面殘余應力測量；采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察了樣品的表面形貌、斷口形貌和磨損面；樣品的微觀結構利用透射電子顯微鏡(TI!M)進行分析；樣品的楊氏模量通過共振法測量，樣品的斷裂強度通過三點彎曲試驗測試
2、，采用壓痕法測量樣品的硬度和斷裂韌性，運用納米硬度計測試了樣品的納米硬度和微觀摩擦行為；樣品的耐磨性通過磨料磨損試驗測試。研究結果表明，SiC顆粒在1400℃以下被氧化成Si02，Si02在1450---1600℃與A1203反應生成莫來石。莫來石生長激活能為867～891kJ／tool，莫來石開始生長溫度和生長激活能隨SiC含量增加而降低。粒度較大的莫來石顆粒主要分布在基體晶界上，而粒度較小的莫來石顆粒多分布在基體晶粒內部，較大含量的莫來石能夠阻礙基體晶粒的生長。氧化鋁／莫來石復合陶瓷的基體中
3、的拉應力隨著莫來石含量的增加而增加，應力狀態(tài)的改變促使其斷裂方式發(fā)生轉變。氧化鋁／莫來石復合陶瓷的斷裂強度和硬度比氧化鋁陶瓷分別提高20％和15％左右，納米硬度提高53％，斷裂韌性略有下降。相對于氧化鋁陶瓷，氧化鋁／莫來石復合陶瓷的耐磨性有大幅提高，在載荷為2N條件下能提高3倍以上。建立了莫來石含量、基體應力和穿晶斷裂比率三者的定量關系。詳細分析了成分組成、應力狀態(tài)、斷裂方式和內部臨界裂紋長度等對氧化鋁／莫來石復合陶瓷力學性能和耐磨性能的作用機理。關鍵詞氧化鋁；莫來石；復合陶瓷；反應燒結：殘余應
4、力；力學性能；耐磨性燕山大學工學碩士學位論文AbstractAlumina／0．18～8．72v01．％mullitecompositeswerefabricatedbyreactionsinteringofSiCandA1203nano—powderinair．Growthbehaviorofmullite(3A1203’2Si02)，composition，microstructure，stressstate，mechanicalpropertiesandwearresistancewere
5、investigated．X—raydiffractionwasusedinthequalitativeandquantitativephaseanalysisaswellasthemeasureofsurfaceresidualstress．Scanningelectronmicroscope(SEM)WaSusedtoobservethesurfacetopography,fracturesurfacetopographyandabrasivesurface。Transmissionelec
6、tronmicroscope(TEM)wasusedtoanalyzethemicrostructure．Young’Smoduluswasmeasuredbyresonancemethod．Fracturestrengthwasmeasuredthroughthree—pointbendtests，hardnessandfracturetoughnessWaSmeasuredbyindentationmethod，andthenanohardnessandnanoscratchcharacte
7、risticsweremeasuredthroughnanoindentation，F(xiàn)indingswereasfollows，SiCparticleswereoxidatedtoSi02below1400℃，theSi02togetherwithA1203werethenenteredintotheprecipitationreactionofmullitewhichcommencedat1450～1600℃．Theinitialtemperatureofmullitizationaswell
8、asitsactivationenergywhichrangefrom867～891kJ／moldeclinedasthevolumeofSiCcontentincreased．n他coarsemulliteparticlesdistributedonthematrixgrainboundarywhilethefineronesmainlyembeddedinthematrixgrains．Thegraingrowthcouldbesuppressedbymulliteparticlesifth
