三維貫通Al2O3-Al復合材料制備的研究.pdf

1、近年來，三維貫通陶瓷/金屬復合材料得到越來越多研究者的重視。此種材料中的陶瓷相與金屬相在三維空間呈現雙連續(xù)互鎖結構，互為增強，使得復合材料的耐磨性、高溫強度等性能得到很大提升。但是，陶瓷與金屬之間存在潤濕性較差的問題。本研究依據SiO2與Al反應生成Al2O3和Si，提出制備三維貫通Al2O3/Al復合材料的兩種方法：1）利用溶膠-凝膠法在Al2O3網絡陶瓷表面制備一層SiO2涂層，將含有涂層的陶瓷與鋁進行復合，通過反應潤濕來改善Al2

2、O3與Al金屬之間的潤濕性，從而制備出界面結合良好的三維貫通Al2O3/Al復合材料；2）制備出SiO2網絡陶瓷，利用其與Al液的反應在原位生成Al2O3陶瓷，制備出界面結合良好的三維貫通Al2O3/Al復合材料。
　　經過試驗，得出以下結論：
　　（1）制得的SiO2涂層在900℃開始呈現出晶化趨勢，且處理溫度越高SiO2涂層的晶化程度越高；同時，較高溫度有利于SiO2顆粒的燒結，涂層的連續(xù)性越好。SiO2涂層厚度可通過調

3、節(jié)H2O:TEOS摩爾比和浸漬次數實現控制。
　　（2）SiO2涂層能夠有效改善75 Al2O3與Al的潤濕性，使得復合材料的界面更加潔凈，結合更加緊密。
　　（3）75Al2O3中的莫來石可以與鋁發(fā)生反應形成Al2O3，此反應可以改善潤濕，產生的毛細力使得鋁液更快進入陶瓷內部。鋁液進入陶瓷的通道為反應時體積收縮所形成的縫隙以及陶瓷內部孔洞。
　　（4）SiO2陶瓷漿料中引入H3BO3后，可明顯提高陶瓷的密度和強度，且