重力SHS分離法制備(ZrO2+Al2O3)復相陶瓷內襯管工藝的研究.pdf

1、自蔓延高溫合成(Self-propagating High-temperature Synthesis,簡稱SHS),是利用原料組分放熱化學反應而制備材料的新技術。重力SHS分離法制備陶瓷內襯復合鋼管受到了學術界的廣泛關注,但其韌性差、抗熱震性不高以及致密性低等影響了內襯管的應用。
　　針對此問題,本文采用重力SHS法制備(ZrO2+Al2O3)復相陶瓷內襯管,利用正交實驗優(yōu)化ZrO2、NaF、SiO2的添加量以獲得顯微硬度、氣孔

2、率、抗熱震性及斷裂韌性綜合性能優(yōu)異的最優(yōu)配比;研究經Y2O3穩(wěn)定化ZrO2對復相陶瓷內襯管的微觀組織、各項性能、結合界面的影響;研究空冷、水冷、爐冷及燃燒過程中輔加水平機械振動等不同工藝參數對內襯管微觀組織及各項物理力學性能的影響。
　　研究表明,添加劑的最優(yōu)配比為10％ZrO2、4%NaF、2%SiO2,其顯微硬度值為1273.8、氣孔率為5.34%、抗熱震性為14次、斷裂韌性值為15.37MPa·m1/2;ZrO2的含量水平對

3、顯微硬度、氣孔率、抗熱震性及斷裂韌性等性能的影響排第一,NaF第二,SiO2第三;顯微硬度值在10%ZrO2時呈現最大值,之后隨ZrO2含量的增加而下降,氣孔率、抗熱震性及斷裂韌性均在20%ZrO2時出現最優(yōu)值。
　　ZrO2含量為10%、20%、30%、40%時,陶瓷層的微觀組織分別為離異共晶、棒晶、層片狀、棒晶等共晶組織。經Y2O3穩(wěn)定后的含量為10%、20%、30%的ZrO2,復相陶瓷微觀組織分別為離異共晶、放射狀和雪花狀等

4、共晶組織。穩(wěn)定化ZrO2內襯管抗熱震性有較大提升,顯微硬度、氣孔率及斷裂韌性都略有下降,結合界面優(yōu)于未穩(wěn)定ZrO2內襯管。
　　以10%ZrO2、2%NaF、2%SiO2為添加劑,其余組分為鋁熱劑,研究不同工藝參數對內襯管組織及性能的影響?？绽浜?Al2O3為長徑比較大的柱狀晶,ZrO2分布于Al2O3枝晶間;水冷處理后,Al2O3呈等軸晶,ZrO2以條絮狀分布于Al2O3晶界;爐冷后ZrO2晶粒較大,呈塊狀分布于Al2O3晶粒之