磁性顆粒-氧化鋯基復合材料的制備與性能研究.pdf

1、結(jié)構功能一體化材料是將具有兩種或兩種以上性能的材料摻雜制成復合材料，使復合材料兼具優(yōu)異的力學性能和先進的功能性能。磁性顆粒分散相/結(jié)構陶瓷基復合材料是結(jié)構功能一體化材料的一種，這類復合材料具有廣闊的應用前景和很高的研究價值。
　　本文研究了3Y-TZP/鍶摻雜鋇鐵氧體和3Y-TZP/鎳鈷合金兩個復合體系，采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、電子萬能實驗機、振動樣品磁強計、阻抗測試和等效電路模型對復合材料的物相組成、微觀形貌、力學性能

2、、磁學性能和介電性能進行了測試和分析。分別采用固相法、溶膠凝膠法和化學共沉淀法合成了不同比例鍶摻雜鋇鐵氧體（Ba1-xSrxFe12O19，其中x=0、0.25、0.50和0.75）粉體，然后將20％質(zhì)量分數(shù)的鍶摻雜鋇鐵氧體添加到3Y-TZP基體中，得到3Y-TZP/20 wt%Ba1-xSrxFe12O19（其中x=0、0.25、0.50和0.75）復合材料樣品。主要研究了鍶摻雜量和制備方法對復合材料的物相組成、微觀形貌、電磁學和力學

3、性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，三種方法制備的復合材料中主晶相都為六角鐵氧體相和四方氧化鋯相，同時還有少量的單斜氧化鋯相存在。鍶摻雜量x為0.50時，復合材料的平均粒徑最低，燒結(jié)性最好，所以具有最優(yōu)的力學性能。三種方法制得的樣品飽和磁場強度在14.0~16.5 emu/g的范圍內(nèi)，固相法和共沉淀法得到的復合材料的磁學性能（飽和磁場強度和矯頑力）稍優(yōu)于溶膠凝膠法。還探究了復合材料的介電性能，分析了介電機制，結(jié)果表明，當Ba2+/Sr2+的摩爾比為1

4、時，復合材料的介電常數(shù)最大，介電損耗最小。制備了四方氧化鋯基體/鎳鈷合金（3Y-TZP/10 wt%Ni1-xCox，其中x=0、0.25、0.50和0.75）復合陶瓷材料，并且研究了鈷摻雜量對復合材料的相組成、微觀形貌、力學性能和電磁學性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，復合材料中的主晶相為四方氧化鋯相和面心立方的鎳鈷合金相，同時存在10%左右單斜相氧化鋯。鈷摻雜量為0.50時，復合材料的抗彎強度最大，為800 MPa。復合材料的飽和磁場強度隨鈷摻