噴霧干燥法制備ZTA陶瓷粉體及ZTA陶瓷致密性研究.pdf

1、本文實驗采用Al(NO3)329H2O與ZrOCl228H2O為原料，通過噴霧干燥-煅燒制備燒結(jié)性良好的納米ZrO2/Al2O3陶瓷復(fù)合粉體，然后成型燒結(jié)。研究制備過程的優(yōu)化工藝參數(shù)及影響燒結(jié)致密性因素，并對添加TiO2助燒劑對其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能影響進行了研究，得出以下的結(jié)論：
　　(1)以Al(NO3)329H2O與ZrOCl228H2O為原料配制溶液，加入蔗糖噴霧干燥獲得ZTA前驅(qū)體粉末，再經(jīng)過煅燒熱處理制備ZrO2/Al2

2、O3復(fù)合粉體。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)200℃噴霧干燥、1200℃煅燒處理后，ZrO2主要以四方相形式存在，出現(xiàn)尖銳的衍射峰，Al2O3以穩(wěn)定型α-Al2O3存在；蔗糖中的碳源在煅燒過程中生成的CO、CO2對團聚體產(chǎn)生膨脹使其破裂，從而獲得理想粒徑的粉體，經(jīng)粒徑分析得知ZrO2顆粒粒徑約25nm，Al2O3粒徑也在5μm內(nèi)，且電鏡觀察下制備的粉體分散性良好、兩相分布均勻。
　　(2)ZrO2/Al2O3復(fù)合粉體經(jīng)注凝成型后無壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度為

3、1550℃時，燒結(jié)體結(jié)構(gòu)致密，ZrO2均勻分布在基體Al2O3晶間和晶內(nèi)。測試發(fā)現(xiàn)，1550℃燒結(jié)后的綜合性能最好，致密度達到97.8％，抗彎強度為380MPa。
　　(3)TiO2添加量的不同對陶瓷微觀形貌和致密度產(chǎn)生影響，其力學(xué)性能的差異較大。當加入0.5wt％的TiO2時，能夠固溶在Al2O3和ZrO2的基體中，促進ZTA在較低溫度下致密化燒結(jié)。添加0.5wt％TiO2的ZTA抗彎強度基本在400MPa-500MPa，硬度達