磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)法制備ZrO2-Co功能梯度材料研究.pdf

1、功能梯度材料是具有獨(dú)特微觀結(jié)構(gòu)的新型材料，其連續(xù)變化的組成、結(jié)構(gòu)和性能，可以滿足在單一材料內(nèi)部的不同部位實(shí)現(xiàn)不同功能的需要，具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文基于組元磁導(dǎo)率的差異，利用運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)對(duì)磁性組元的磁驅(qū)動(dòng)作用，設(shè)計(jì)并搭建了磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)裝置，制備了成分和性能連續(xù)變化的ZrO2-Co功能梯度材料，通過(guò)金相顯微鏡、顯微硬度儀和振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)等手段，系統(tǒng)的研究了復(fù)合漿料成分(包括漿料固相分?jǐn)?shù)、Co含量、粒子粒徑)和磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)參數(shù)(包括磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)

2、速度、磁場(chǎng)作用次數(shù))等因素對(duì)ZrO2-Co梯度材料組織和性能的影響。
　　 主要研究結(jié)果如下：
　　 利用運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)磁性組元制備功能梯度材料的方法，成功制備了成分和性能連續(xù)變化的ZrO2-Co梯度材料。
　　 隨著漿料固相分?jǐn)?shù)的增加，樣品致密度逐漸增加，而成分梯度卻逐漸降低。采用抽濾過(guò)程進(jìn)行脫水處理，能夠在低固相分?jǐn)?shù)的條件下獲得較高致密度的樣品。隨著Co含量由4wt.％增加到20 wt.％，樣品中Co沿著磁場(chǎng)運(yùn)

3、動(dòng)方向成梯度分布。在各成分樣品中，沿長(zhǎng)度方向形成了硬度和歸一化飽和磁化強(qiáng)度梯度，其結(jié)果同Co的成分分布相吻合。隨著Co和ZrO2粒徑比的增加，Co的成分梯度逐漸增加。在粒徑比相當(dāng)?shù)那闆r下，降低Co和ZrO2粒徑，有助于成分梯度的增加。
　　 隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，Co沿著磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向梯度分布，且成分梯度逐漸增加。隨著磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度的增加，Co沿著磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向梯度分布，且成分梯度逐漸減小。當(dāng)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度增加到3 mm/s時(shí)，樣品中基本