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《基于晶須原位生長的zta陶瓷連接工藝及機理研究》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、碩士學位論文基于晶須原位生長的ZTA陶瓷連接工藝及機理研究RESEARCHONPROCESSANDMECHANISMOFZTACERAMICSJOININGBASEDONIN-SITUSYNTHESIZEDWHISKERS蘇帥哈爾濱工業(yè)大學2015年6月國內圖書分類號：TG454學校代碼：10213國際圖書分類號：621.791.1密級：公開工學碩士學位論文基于晶須原位生長的ZTA陶瓷連接工藝及機理研究碩士研究生：蘇帥導師：曹健副教授申請學位：工學碩士學科：材料加工工程所在單位：材料科學與工程學院答辯日期：
2、2015年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TG454U.D.C:621.791.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPROCESSANDMECHANISMOFZTACERAMICSJOININGBASEDONIN-SITUSYNTHESIZEDWHISKERSCandidate：SuShuaiSupervisor：Asso.Prof.CaoJianAcademicDegreeAppliedfor：Mast
3、erofEngineeringSpeciality：MaterialsProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文摘要ZTA陶瓷是一種利用ZrO2增韌Al2O3的復相陶瓷，具有高熔點、高硬度、耐酸堿腐蝕以及較好的韌性，成為高溫結
4、構陶瓷中應用廣泛的材料之一。實際應用中，由于陶瓷材料加工性差，復雜構件需要將簡單構件進行連接，采用金屬釬料釬焊陶瓷會出現(xiàn)幾個突出問題：接頭中存在較大殘余應力，耐高溫、耐腐蝕性能差等。本課題提出一種基于晶須原位生長連接ZTA陶瓷的新方法，由于晶須具有與陶瓷接近的熱膨脹系數(shù)，且晶須從ZTA陶瓷表面外延生長，與陶瓷具有良好的結合，降低接頭中的殘余應力。利用掃描電鏡及能譜分析，X射線衍射，透射電鏡對ZTA陶瓷表面原位生長晶須形貌和連接接頭的界面組織進行分析，研究了工藝參數(shù)對接頭力學性能的影響規(guī)律。采用B2O3、B2
5、O3+CuO、B2O3+K2SO4、B2O3+MnO2、B2O3+ZnO五種非金屬粉末均可以在ZTA陶瓷表面生長形貌不同的晶須。單純利用B2O3在ZTA陶瓷表面生長晶須的均勻性較差，且會有B2O3殘留。利用B2O3+CuO生長晶須的長徑比較短；利用B2O3+K2SO4生長晶須的分布均勻性變好，但晶須生長方向與ZTA陶瓷母材夾角較小；利用B2O3+MnO2和B2O3+ZnO生長晶須的結晶度好，且分布均勻，生長密度大，晶須直徑為500nm~2μm，長度達到20~30μm，晶須生長方向與陶瓷表面傾角大?；诰ы毶?/p>
6、長的研究結果，采用B2O3，B2O3+MnO2，B2O3+ZnO粉末中間層通過原位生長Al4B2O9和Al18B4O33晶須實現(xiàn)了ZTA陶瓷的自身連接。單獨使用B2O3進行連接時，接頭中晶須所占的體積分數(shù)小于50%，接頭在最優(yōu)工藝參數(shù)下的抗彎強度為78MPa。采用B2O3+MnO2和B2O3+ZnO粉末中間層時，接頭的界面有了明顯改善，接頭中晶須所占的體積分數(shù)約達到80%，但是接頭中會存在部分孔洞區(qū)域，接頭在最優(yōu)工藝參數(shù)下的抗彎強度分別為168MPa和163MPa。接頭經(jīng)過高溫熱循環(huán)后，強度下降明顯，當熱循
7、環(huán)溫度為1200℃時，接頭強度不足50MPa。采用晶須生長復合玻璃中間層在高溫下可以實現(xiàn)ZTA陶瓷的連接。通過ABS微晶玻璃的析晶行為，在連接過程中會在接頭中形成一種晶須復合玻璃相的接頭。在1400℃保溫lh得到的接頭由Al2SiO5玻璃相和Al18B4O33晶須組成的致密組織。接頭經(jīng)過1200℃高溫熱循環(huán)后強度為95MPa，接頭具有良好的高溫使用性能。關鍵詞：ZTA陶瓷；硼酸鋁晶須；原位生長；ABS微晶玻璃；高溫性能-I-哈爾濱工業(yè)大學碩士學位論文AbstractZTAceramicisonekindof
8、compositeceramics,usingZrO2tougheningphaseofAl2O3ceramics,withahighmeltingpoint,highhardness,resistancetoacidandalkalicorrosion,andgoodtoughness,becomingoneofthewidelyusedmaterialsinhightemperaturestructurece
