原位合成棒狀LaAl11O18對Al2O3陶瓷燒結(jié)行為及力學(xué)性能的影響.pdf

1、捅妾氧化鋁作為重要的工程材料，有著廣泛的應(yīng)用，然而它的脆性影響了其應(yīng)用。六鋁酸鑭(LaAlll018)由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在氧化鋁基體中容易形成棒狀顆粒，對改善氧化鋁的脆性有著重要作用。本論文用共沉淀法在舢203基體中原位合成棒狀L剁11018，并且測試其對于砧203陶瓷力學(xué)性能的影響；同時，本文還對復(fù)合材料的燒結(jié)行為進(jìn)行了研究，以便更好地確定燒結(jié)條件，來得到更高致密度的復(fù)合陶瓷，進(jìn)一步改善其力學(xué)性能。以硝酸鋁，硝酸鑭及碳酸氫銨為原料，

2、采用共沉淀法制備純相的Lamll018及砧203刪11018復(fù)合粉體。分別用激光粒度儀，X射線衍射，掃描電鏡對粉體的粒度，物相組成及形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所制備的純相L猁llOl8粉體及A1203／LRAlllOl8復(fù)合粉體平均粒徑約為11tm；在800。C到12000C之間快速升溫，加大燦203的比例均會抑制LaAl03的形成，有利于得到純相鋁酸鑭粉體；同時發(fā)現(xiàn)得到的L糊11018晶粒呈棒狀，長頸比約為5：l，能夠均勻的分散在他0

3、3基體中，這將有助于改善A1203／L剁llOl8復(fù)合陶瓷的力學(xué)性能。用全自動高溫?zé)崤蛎泝x在三種不同的升溫速率(50／min，100／min，150／rain)條件下分別得到純相的A1203及砧203／L刪llOl8復(fù)合粉體燒結(jié)曲線，發(fā)現(xiàn)純相砧203以及La摻雜的舢203的收縮率都隨著燒結(jié)速率的增加而降低，并且相同燒結(jié)條件下，純相的舢203的收縮率高于La摻雜舢203；熱膨脹行為研究發(fā)現(xiàn)，在3000C一11000C范圍內(nèi)，復(fù)合陶瓷的平均

4、線膨脹系數(shù)隨著La添加比例的提高而不斷地減小。以燒結(jié)曲線為基礎(chǔ)，通過Arrhenius理論擬合計(jì)算得到純相的他03的燒結(jié)激活能為374310／mol，低于La摻雜的址03的燒結(jié)激活能的值9665kJ／mol。對不同比例的舢203／L剁llOl8復(fù)合材料(LaAlliOl8質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0％，5％，10％，15％)的力學(xué)性能進(jìn)行測量。結(jié)果表明，在處03／L捌11018復(fù)合陶瓷中，隨著La舢llOl8質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，其顯微硬度逐漸降低，而抗彎

5、強(qiáng)度和斷裂韌性逐漸增加；顯微結(jié)構(gòu)研究表明，La3摻雜對舢203顆粒長大具有抑制作用，長棒狀顆粒出現(xiàn)在復(fù)合陶瓷中；另外，A120；LaAIllOls復(fù)合陶瓷以沿晶斷裂的斷裂模式為主，其中也存在部分穿晶斷裂。關(guān)鍵詞：LaAlll018原位合成；燒結(jié)激活能；斷裂韌性respectively)，itWaSfoundthatthehardnessdecreaSed，whilethebendingstrengthandfracturetoughne

6、ssincreasedAccordingtothemicrostructure，itWaSfoundthattherod—likeLaAlllOlsparticlesappearedintheA1203matrixandtheA1203graingrowthWaSinhibitedbytheadditionofLa3Moreoverthefracturemodeofthesampleswasmainlyintergranularfrac