导读:本文包含了共晶陶瓷论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:Al_2O_3-ZrO_2,共晶陶瓷,Y_2O_3,Sm_2O_3,微观组织
共晶陶瓷论文文献综述
李明浩,王雅琨,陈国清,付连生,付雪松[1]（2019）在《高温熔凝法制备Y_2O_3/Sm_2O_3双掺杂Al_2O_3-ZrO_2共晶陶瓷的微观组织及力学性能》一文中研究指出探索大尺寸共晶陶瓷的制备方法对其工业化应用具有重要意义。采用高温熔凝法制备了直径20 mm,不同Y_2O_3/Sm_2O_3含量的Al_2O_3-ZrO_2共晶陶瓷,研究了Y/S(Y_2O_3/Sm_2O_3)双掺杂对Al_2O_3-ZrO_2共晶陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明,随掺杂量增加,共晶形貌由横截面呈叁角形的共晶晶团转变为有尖端分裂特征的海藻状共晶,且共晶晶团内部的ZrO_2相由对称分布的规则纤维状转变为无序分布的层片状。较单一掺杂Y_2O_3相比,双掺杂时共晶形貌转变发生在较小的掺杂量(3mol%),且掺杂量较高时(4.4mol%)SmAlO_3相优先形成。掺杂量为2.2mol%时硬度达到最大值17.29±0.50 GPa。断裂韧性在低掺杂量时较高,随掺杂量继续增大,断裂韧性不断减小。(本文来源于《陶瓷学报》期刊2019年03期）
付连生[2]（2019）在《Al_2O_3/ZrO_2(Y_2O_3)共晶陶瓷的凝固行为及微观组织特征》一文中研究指出氧化铝基共晶自生复合陶瓷具有优异的力学性能、高温组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被认为是能够在1600 K以上氧化气氛中长期稳定服役的理想高温结构材料。目前,关于共晶陶瓷的研究主要集中在制备技术开发方面(如,微拉法、边界外延生长法、激光加热浮流区法等),并偏重于工艺参数、组织结构及力学性能的研究,然而关于凝固机理及微观结构调控方面的研究较少。本文以A1203/Zr02(Y203)共晶陶瓷为研究对象,着重研究其在凝固过程中的晶体生长行为和组织形成机理,主要研究内容如下:采用低温度梯度的高温熔凝法制备较大尺寸(Φ20 mm)的共晶陶瓷块体,凝固后的陶瓷块体具有叁种显微组织区域:外层细晶共晶区、柱状共晶区及内部等轴共晶区。研究了不同区域的共晶生长行为和微观组织演变,重点考察了第叁组元Y203的添加(浓度范围为0～9.2 mol%)对Al2O3/ZrO2共晶陶瓷凝固生长行为的影响。主要结论如下:Y2O3浓度控制着A1203/ZrO2共晶陶瓷的凝固行为和组织形态。熔凝态组织均由群集的晶团结构组成,随着Y2O3浓度增加,晶团几何外形发生“胞状→凸缘状→锯齿状→海藻状”形态的转变。表明Y2O3添加显着改变共晶生长界面的形态特征,这与Y203溶质在凝固界面前沿液相内富集形成长距离独立的“成分过冷”区域的增大有关。当Y203浓度增加到一定值(～4.5 mol%)时,在晶团过渡区内会有不规则的Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2叁元共晶组织形成,其体积分数可用Scheil方程进行预测。随着Y2O3浓度增加,晶团结构的尖端曲率半径逐渐减小,晶团过渡区的宽度增大,其内部粗大组织和孔洞等缺陷数量增多。晶团内部白色Zr02相呈规则棒状均匀地嵌入到Al2O3基体相内部,相间距在Y2O3浓度为～1.1 mol%附近时,出现极小值,约为1.1.μum。根据Jackson-Hunt关系(λ2V≈Constants um3/s,v-为生长速度,λ为相间距)可知,Y2O3添加还会对共晶体生长速度产生影响,随着Y2O3浓度增加,生长速度呈现出非单调性变化,在Y2O3浓度为1.1 mol%附近出现极大值。当前低温度梯度凝固过程所提供的熔体过冷度较低(约为μ0.53 K),此时,当Y203浓度小于1.1 mol%时,枝晶尖端发生锐化(尖端曲率半径减小)效应占据主导,生长速度增大:当Y2O3浓度超过1.1 mol%时,过多的Y2O3溶质原子堆积在凝固界面前沿难以快速扩散出去,致使生长速度降低。Al2O3/ZrO2共晶陶瓷中Y203浓度控制着物相组成分布及内部粗大组织、气孔等缺陷的尺寸和数量,上述因素决定着陶瓷的力学性能。XRD结果表明,Y2O3浓度不同,Al2O3/ZrO2共晶组织的物相组成不同,除了α-Al2O3相外,还包含不同晶型的ZrO2相(m、t及c-ZrO2),这与Y2O3浓度及其偏析行为有关,当Y2O3浓度增加到一定值(C0≥4.5 mol%)时,组织中甚至出现Y3Al5O12相。Y2O3浓度小于1.11 mol%时,陶瓷硬度较低,这与其内部存在的低硬度m-ZrO2及微裂纹缺陷有关;当Y2O3浓度为1.1 mol%时,陶瓷的硬度值达到最大值,约为18.1 GPa;继续增加Y203的浓度时,陶瓷的硬度值略有降低,这与晶团过渡区内部气孔缺陷及粗大组织增多有关。陶瓷的断裂韧性随着Y2O3浓度的增加逐渐减小,低Y2O3浓度时,陶瓷内部存在大量微裂纹缺陷,可以吸收主裂纹能量,阻止裂纹扩展,故表现出较高的断裂韧性;随着Y2O3浓度增加,微裂纹缺陷数量减少,晶团过渡区内部粗大组织等缺陷数量增多,故而断裂韧性降低。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-05-08）
刘俊成,翟硕彦,刘强[3]（2018）在《定向凝固氧化铝基共晶陶瓷的制备与性能研究》一文中研究指出随着推重比的增加,航空器涡轮发动机的工作温度不断升高,推重比10以上时达到1600°C以上,而且燃气具有很强的氧化烧蚀性。高温合金叶片已经难以满足航空发动机进一步提高性能的需求。近几十年,单相及复相Si3N4和SiC被认为是最有竞争力的高温材料,但是由于材料本身的特点及制备工艺的限制,它们在抗氧化性,组织结构稳定性和力学性能等方面难以满足高温下长期工作的要求。较之上述金属、非金属材料,氧化物陶瓷具有无可比拟的抗氧化抗烧蚀性能。但是,传统氧化物结构陶瓷是由粉末烧结制备的多晶体材料,气孔、孔洞难以根除,晶界与相界存在着大量的弱连接界面甚至是非晶相,这些都会严重影响其高温力学性能,特别是高温断裂韧性和塑性。定向凝固工艺使陶瓷材料才基体与增强相从熔体中同时共生复合,能彻底消除基体与增强相之间的人为界面,从而可显着提高氧化物陶瓷的高温断裂韧性。定向凝固氧化物共晶陶瓷最有望成为超高温(1600°C以上)氧化性气氛中长期工作的结构材料。定向凝固氧化物共晶陶瓷制备已经取得了显着的进步,但仍然难以制备出满足工业生产要求的样品。Bridgman法可制备出体积较大且形状规则的共晶陶瓷,但受制于较低的温度梯度,样品微观组织难以细化而均匀。激光区熔法和边界喂膜法都制均匀微观组织的样品,但尺寸仍然受到限制。微拉法仅适用于制备亚微米级陶瓷纤维,改善坩埚形状后可制备直径为5mm的样品。高频区熔法的温度梯度可以达到600 K/cm以上,凝固速率的范围较大,有望制备出具有均匀微观结构和规则外形的材料。沿C轴方向生长的Al2O3单晶-蓝宝石,具有良好的抗氧化性能、抗腐蚀性能以及抗蠕变性能,但是在1273 K以上对塑性变形十分敏感,难以作为超高温结构材料使用,特别是动载件。氧化铝与其它氧化物,特别是稀土氧化物结合在一起形成复相时,可以有效克服蓝宝石结构由于亚临界裂纹扩展所引起的力学性能恶化,获得更为优异的高温力学性能。本文利用高频感应区熔法制备了氧化铝基二元共晶氧化物陶瓷,包括Al2O3/MgAl2O4,Al2O3/YAG,Al2O3/ZrO2, Al2O3/GdAlO3,Al2O3/EAG等,叁元共晶氧化物陶瓷Al2O3/MgAl2O4/ZrO2, Al2O3/YAG/ZrO2等,研究了他们的相组成、显微组织、机械性能,以及生长速率对组织和性能的影响。(本文来源于《第二届全国先进复合材料科学与应用学术研讨会摘要集》期刊2018-12-07）
王雅琨[4]（2018）在《Al_2O_3/c-ZrO_2(Y_2O_3)共晶陶瓷界面结构晶体学解析》一文中研究指出通过定向凝固方法获得的氧化物共晶陶瓷兼具优良的力学性能、热稳定性和高温抗氧化性,在超高温结构件上有广阔的应用前景。Al_2O_3/ZrO_2(Y_2O_3)共晶陶瓷在温度接近熔点时仍能保持高强度和合适的耐热冲击性能,从而备受关注。界面特征往往能够决定多相材料中两相之间的位向关系、微观组织,因此,该材料中的相界面对该材料的各项性质性能有决定性作用。前人实验结果表明掺杂Al_2O_3/ZrO_2共晶陶瓷在生长过程中,Al_2O_3和棒状的c-ZrO_2之间具有特定的位向关系。此外,实验还观察到位向关系会偏离严格平行关系约0.2°~2°。然而,前人对该材料的分析中往往忽略这个偏离,仅采用有理位向关系和界面取向进行分析。同时,在分析中经常忽略多种原子类型对界面结构的影响。针对这些问题,本论文采用相变晶体学理论方法,对Al_2O_3/ZrO_2(Y_2O_3)界面结构进行分析,并在点阵匹配关系的基础上进一步讨论不同原子在界面上匹配关系。本论文在已有位向关系和实验结果基础上,首先应用Δg平行法则进行晶体学分计算,获得了Al_2O_3相和c-ZrO_2(Y_2O_3)相之间的无理位向关系,[1?7?.?8??9?6.89 0]_A//[1 0?0?.?1??3?]_Z和[0 0 0 1]_A//[010]_Z(下标A和Z分别表示Al_2O_3和ZrO_2),界面取向为(2?0?.?8??0??1?.?2??0?0)_A//(1 0?7?.?8??9?)_Z。随后,基于计算获得的位向关系和界面取向,考察界面附近的点阵和原子匹配关系。确认了界面上会出现周期性台阶结构,界面上沿准不变线方向会出现周期性台阶结构,台阶平均间距为2.04 nm,高度为2.38?和2.57?,即分别为(2 1?1?0)_A面和(0 0 2)_Z面的面间距。点阵匹配和金属原子、氧原子匹配关系分析得到的台阶结构一致。最后,本论文采用强制重合位置点阵/强制完全位移点阵(CCSL/CDSCL)方法结合O点阵计算对界面结构进行分析。为了分别讨论点阵匹配和原子匹配得到的错配关系,本论文利用点阵和原子占位产生的衍射条件不同,分别分析了由点阵和原子产生的衍射花样,并在此基础上建立了CCSL和CDSCL,进而计算界面上的位错结构,界面上形成两组平行排列的位错,一组位错沿准不变线方向分布,间距为2.04 nm,柏氏矢量为_6~1[0 1 1?0]A/_4~1[1 0 0]Z。另一组位错平行于准不变线方向,但由点阵和原子匹配确定的位错间距不同,分别为7.67 nm和1.38 nm,相应的柏氏矢量为~1_(15)[0 0 0 1]_A/_6~1[0 1 0]_Z和_6~1[0 00 1]A/_2~1[0 1 0]Z。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-06-30）
聂颖[5]（2018）在《氧化铝基共晶陶瓷的定向凝固生长及其力学性能研究》一文中研究指出航空航天技术的迅猛发展迫切需求具有高推重比、高效率和高可靠性的航空涡扇发动机,而提高其内部的涡轮前进口温度将有效地提高发动机的推力和效率,但服役环境(高温、高负荷、复杂应力和热冲击等)的愈加苛刻,对结构材料的性能要求也越来越高。氧化铝基复合共晶陶瓷以其轻质、高熔点、高比强度、优异的高温抗氧化性能和热稳定性等优点,能够减轻发动机涡轮叶片的质量和降低涡轮叶片的冷气量,并可在高温氧化环境中长期工作,日益受到国内外研究人员的广泛重视。定向凝固制备技术在改进传统的粉末烧结法缺点的基础上,将过热的均匀熔体沿特定方向的温度梯度按一定速度非均匀冷却,使熔体依次结晶形成共晶组织。彻底消除了两相之间的非晶相界面,各组分之间以单晶的状态交互存在,致密度达到98%以上,保证了材料高温力学性能的稳定性。而目前的制备方法所得的共晶尺寸小、利用率较低,仅能达到实验室理论研究的要求,无法满足实际应用的需求。本文针对上述问题,基于成熟的单晶生长经验和设备,将水平定向凝固法(HDS法)引入到大尺寸Al_2O_3/YAG共晶陶瓷的制备中。通过改进温场设计和修正生长参数,提升共晶品质。探讨了在生长速率和籽晶的调控下,共晶的凝固组织结构、晶体学取向、热学性能、力学性能和热震性能的影响变化规律。同时,涡轮叶片在启动和停机时会经历快速的温度变化,引起热冲击反应。针对氧化铝基共晶陶瓷抗热震性能研究的不足,本文采用激光区熔法(LFZ法)制备室温断裂强度差异较大的Al_2O_3/YAG、Al_2O_3/EAG二元和Al_2O_3/EAG/ZrO_2叁元共晶陶瓷,详细地分析了影响其抗热震温差的因素,为后续的应用奠定基础。采用水平定向凝固法生长出大尺寸舟形板状的Al_2O_3/YAG共晶陶瓷,尺寸为(145±5)mm×(90±5)mm×(25±5)mm,生长速率为10mm/h和20mm/h,使用的片状籽晶是分别沿垂直于生长方向(垂直籽晶)和平行于生长方向(平行籽晶)从50mm/h-Al_2O_3/YAG共晶中截取出来的。共晶在真空氛围下生长,1500℃×25h的退火处理既可消除氧空位,又释放了残余热应力,对于提高共晶的结构完整性和力学强度必不可少。同时,长时间高温(1700℃×100h)热处理后,共晶无晶粒长大、粗化现象,热稳定性好。根据实验要求,分别沿垂直于生长方向(T方向)和平行于生长方向(L方向)制备试样。水平定向凝固法制备的Al_2O_3/YAG共晶的微观形貌显示出两相呈无晶界的叁维互穿交错分布,10mm/h和20mm/h的共晶层间距几乎无差别,50mm/h的共晶层间距明显减小。两相的择优取向会部分地从籽晶中复制,但由于此二元体系遵循小晶面-小晶面的不规则生长模式,择优取向关系复杂,特别是立方晶系的YAG相。其中,平行籽晶共晶或L方向试样的择优取向相对清晰。水平定向凝固法制备的Al_2O_3/YAG共晶陶瓷的维氏硬度、断裂韧性和杨氏模量不随共晶参数的不同而明显地改变。裂纹传播过程中通过裂纹捕获、偏转和分叉等消耗其扩展动能,起到增韧的效果。不同的HDS-Al_2O_3/YAG共晶可保持其稳定的弯曲强度直至1200℃或1500℃,压缩强度随着温度的升高而减小。无籽晶和平行籽晶共晶的强度高于垂直籽晶共晶的强度,且离散性较小;相同籽晶时,20mm/h共晶的强度略高于10mm/h共晶;L方向试样的强度略高于T方向试样。断裂方式均为脆性断裂。籽晶的引入有利于晶体的形核结晶,但共晶籽晶中固有的缺陷会在新共晶中被复制和放大,影响其性能,尤其是垂直籽晶。为研究断裂强度对于临界抗热震温差△T_c的影响效果,采用激光区熔法在氮气气氛下分别制备25mm/h和750mm/h细棒状的Al_2O_3/YAG、Al_2O_3/EAG和Al_2O_3/EAG/ZrO_2共晶陶瓷,尺寸为Φ(1.11~1.7)mm×(85~185)mm。在室温水浴(剧烈热冲击反应)下,对于同一组分的共晶,尽管750mm/h共晶的断裂强度是25mm/h共晶的2倍以上,但△T_c几乎相同,为255℃~282℃。共晶层间距λ与断裂强度成反比,基于小熔区、大温度梯度的特点,在相似的生长速率下,LFZ-Al_2O_3/YAG共晶的层间距仅为HDS-Al_2O_3/YAG共晶的1/3。室温水浴下,HDS-Al_2O_3/YAG共晶的△T_c为178℃~228℃,高于理论计算值。沸水水淬大大减小了表面热传递系数,使得LFZ-Al_2O_3/EAG共晶的△T_c升高至655℃;但HDS-Al_2O_3/YAG试样由于尺寸较大,内外温差平衡所需时间长,△T_c仍为175℃~205℃。热冲击后,共晶自表面产生裂纹,随后向内部扩展。当热震温度低于△T_c时,裂纹的传播速率相近,其临界裂纹尺寸a_c受断裂韧性值K_(IC)和σ_f共同控制,a_c正比于λ。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-06-01）
刘翰超[6]（2018）在《外场辅助对成形Al_2O_3-YAG共晶陶瓷微观组织及力学性能的影响》一文中研究指出Al_2O_3-YAG共晶陶瓷材料因其较高的强度、优异的耐热冲击性和出色的高温抗蠕变性能,在航空航天发动机领域被认为是最有希望的新一代高温结构材料。激光近净成形技术作为增材制造技术的一种,具有无需夹具和模具、不受批量大小限制、加工成本低廉等优点,可完成共晶陶瓷等硬脆材料的制备和加工。Al_2O_3-YAG材料作为优选的高温材料,其微观组织是影响Al_2O_3-YAG共晶陶瓷材料综合性能和使役效果的关键因素。因此,Al_2O_3-YAG共晶陶瓷材料的微观组织研究具有重大意义。本文研究水冷恒温基底方式的温度场干预和超声振动基底方式的超声干预对激光近净成形Al_2O_3-YAG薄壁样件微观组织及力学性能的影响。主要研究内容如下:(1)分析Al_2O_3-YAG微观组织特点,从Al_2O_3、YAG各自物理性质和凝固动力学特征等内因以及凝固条件变化而引起过冷度改变等外因两个角度,研究Al_2O_3-YAG微观组织形成机制,为外场辅助成形Al_2O_3-YAG的可行性奠定理论基础。(2)激光近净成形Al_2O_3-YAG合理工艺参数确定。通过建立激光近净成形双道单层和单道多层的数学模型,推导计算成形搭接率η和Z轴提升量ΔZ,并结合实验确定其合理值。由于扫描速度V是激光近净成形过程中的重要参数,设计关于扫描速度V的单因素实验,以成形出宏观形貌较好的单道多层薄壁样件为目标,确定最优扫描速度。(3)研究水冷恒温基底对Al_2O_3-YAG共晶陶瓷微观组织和力学性能的影响。采用NI9213热电偶测量成形过程中基底的温度。结合温度测量结果,使用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对成形样件的相组成、微观组织进行分析。测试并比较在不同基底上成形的样件的硬度、断裂韧性及摩擦磨损性能,建立微观组织与力学性能之间的联系,获得水冷恒温基底方式的温度场干预对激光近净成形Al_2O_3-YAG组织及力学性能的影响规律。(4)设计并进行不同超声功率密度(0 W/cm~2、0.65 W/cm~2、1.30 W/cm~2、1.95 W/cm~2)辅助成形Al_2O_3-YAG薄壁实验。检测不同超声功率密度辅助成形的Al_2O_3-YAG薄壁样件的相组成、微观组织特点和力学性能,分析超声辅助对其微观组织及力学性能的影响。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-04-12）
褚宗富[7]（2018）在《水平区熔法制备Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷的工艺研究》一文中研究指出定向凝固氧化物共晶陶瓷有优异的高温稳定性能,包括热稳定性、抗氧化烧蚀能力,高温机械性能,特别是高温断裂韧性和变形能力、抗蠕变性等,被认为是最有发展前景的新一代超高温结构材料之一。本文通过水平区熔法制备Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷,并与垂直区熔法制备的Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷以及Al_2O_3/GdAlO_3/ZrO_2共晶陶瓷进行了比较,主要结论如下:(1)Al_2O_3/GdAlO_3预烧结体的制备与表征:分析了试样物相组成、微观组织形貌、致密度以及气孔率,确定了最优烧结条件:温度为1500℃,烧结时间为4 h;在此条件下得到的试样仅有Al_2O_3相和GdAlO_3相,体积密度为5.25 g/cm~3,气孔率为3.1%。(2)定向凝固Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷的制备与表征:选用实验坩埚为内径10 mm,壁厚2 mm的钨坩埚、坩埚壁温度为2400℃,移动速率为1-5 mm/h。经过水平区熔法制备了外表表面光滑,内部致密、呈半透明状的块状共晶陶瓷样品。通过X射线衍射和EDS能谱分析,Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷只有Al_2O_3相和GdAlO_3相组成,与区熔前相比,没有新相的产生。SEM微观结构表明,共晶陶瓷中Al_2O_3相为基体相,GdAlO_3相镶嵌基体相之中,形成叁维组织结构。随着凝固速率的增加,共晶陶瓷的微观形貌由不规则图案逐渐转化为规则―棒状‖、―层状‖图案,共晶间距不断减小甚至达到0.7μm。共晶陶瓷的最大硬度达到23.36 GPa、最大断裂韧性为3.12 MPa·m~(1/2)。(3)通过水平区熔法和垂直区熔法制备Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷对比发现,在相同凝固速率下(3 mm/h),同垂直区熔法制备的样品相比,水平区熔法获得的样品共晶间距大约是垂直区熔法获得样品共晶间距的一半,样品微观形貌呈现不规则形状;水平区熔法制备的试样比垂直区熔法制备的试样在材料硬度和断裂韧性方面提高了近10%。(4)ZrO_2相的加入对Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷的微观形貌和力学性能有较大影响。ZrO_2相分布在Al_2O_3相或Al_2O_3和GdAlO_3相的边界,不仅改变了GdAlO_3共晶的微观形貌,还增大了Al_2O_3/GdAlO_3之间的共晶间距,导致Al_2O_3/GdAlO_3共晶陶瓷硬度下降,但是试样韧性却得到明显提升,最大断裂韧性达到6.55 MPa·m~(1/2),这主要是由于ZrO_2本身的增韧效果导致的。(本文来源于《山东理工大学》期刊2018-04-01）
宋才宇[8]（2018）在《定向凝固AL2O3/ER3AL5012共晶陶瓷的制备与性能研究》一文中研究指出Al2O3/Er3Al5O12(EAG)二元共晶复合陶瓷,具有优良的耐高温,耐腐蚀性能和超高的强度,是良好的结构材料和功能材料。本实验以高纯Al2O3和Er2O3粉体为原料,采用Bridgman法和自然冷却凝固后区域熔炼法(Zone Melting after Natural Cooling Solidified,ZMN)制备了表面光滑,内部致密的 Al2O3/EAG 二元共晶复合陶瓷。研究了生长速率(0-24 mm/h)对其物相组成,微观组织形貌和力学性能的影响,并对增韧机制进行了分析。本实验主要内容和结果如下:(1)烧结陶瓷的制备和表征:在球磨速率为350 r/min条件下球磨4 h,在10 MPa的压力下压片制备成Φ10mm×15 mm的棒状预烧结体。将预烧结体在1500 ℃保温2 h,得到了烧结陶瓷,测试其体积密度,显气孔率和维氏硬度分别为 5.047 g/cm3,8.645%和 2.42 GPa。(2)凝固陶瓷的实验参数和制备:确定了样品载体为外径14 mm,壁厚2mm的钨坩埚,Bridgman法和ZMN所采用的线圈为筒状和碟状,加热温度分别选择 2200 ℃和 2100 ℃。(3)凝固陶瓷的表征:通过XRD和EDS测试分析,表明Al2O3/EAG凝固陶瓷在熔化前后物相组成没发生变化,都是由Al2O3相和EAG相组成。通过SEM对凝固陶瓷的微观组织形貌进行了观察,发现凝固陶瓷组织分布均匀,不存在气孔和其它非晶相,呈现典型的“象形文字”结构,纵截面组织表现出定向生长的方向性。且随着生长速度的增长,凝固陶瓷的相组织尺寸逐渐细化,其共品间距(λ)和生长速率(ν)满足λ2v≈60(常数)关系。(4)凝固陶瓷的力学性能:采用压痕法对Bridgman法和ZMN定向凝固陶瓷的硬度和断裂韧性进行了测试,发现随着生长速率的增加,硬度和断裂韧性都逐渐增强。当生长速率相同时,ZMN凝固陶瓷的硬度和断裂韧性基本都大于Bridgman 凝固陶瓷。(5)凝固陶瓷的增韧机制:对Al2O3/EAG凝固陶瓷增韧机制进行了分析,发现两种不同方法制备的凝固陶瓷裂纹的扩散方式主要都为穿晶扩展。一方面,Bridgman法和ZMN Al2O3/EAG凝固陶瓷微观组织中都存在裂纹转向和分叉等增韧机制,提高了Al2O3/EAG凝固陶瓷的韧性。另一方面,高生长速率条件下凝固陶瓷的组织细密,相界而变得更加曲折,减少了应力集中现象,阻碍了裂纹的扩张,因而Al2O3/EAG凝固陶瓷的韧性得以提高。(本文来源于《天津工业大学》期刊2018-01-18）
刘翰超,卢凡,马广义,吴东江[9]（2017）在《恒温基底对Al_2O_3基共晶陶瓷组织及硬度的影响》一文中研究指出Al_2O_3-YAG共晶陶瓷材料以其出色的高温强度、抗氧化性、高温结构稳定性成为航空航天领域高温合金的理想替代材料。本文采用激光近净成形技术,分别在普通基底、水冷恒温基底上进行了Al_2O_3-YAG共晶陶瓷薄壁件成形实验,得到了不同基底上成形的薄壁样件,比较了两者的微观组织及显微硬度差异。结果表明,采用普通基底成形的薄壁件微观组织呈叁维网状结构,平均共晶间距为0.96μm;采用水冷恒温基底后,薄壁顶部微观组织形貌呈晶团结构,薄壁底部呈枝状晶结构,微观组织逆热流方向生长特性明显,平均共晶间距减小至0.21μm;和普通基底上成形的Al_2O_3-YAG共晶陶瓷薄壁件显微硬度相比,使用水冷恒温基底成形的Al_2O_3-YAG共晶陶瓷薄壁件硬度提高约10%?(本文来源于《光电工程》期刊2017年12期）
刘海方,苏海军,李雨恬,张军,刘林[10]（2017）在《激光快速成形氧化物共晶陶瓷凝固组织研究》一文中研究指出激光快速成形技术以其高效、快速的柔性制造能力,以及赋予材料新的结构和性能的独特优势,在航空航天材料和制造领域日益发挥重要的应用。本文利用激光快速成形技术对Al_2O_3/GAP/ZrO_2叁元超高温共晶复合陶瓷的制备工艺及其凝固组织和力学性能进行了研究。通过考察各工艺参数对成形质量的影响规律,确定了较优的工艺参数区间,制备获得了成形质量良好、相对密度高于95%以上的单道单层试样。共晶陶瓷凝固组织细小并呈现复杂多样的非规则形貌特征,由试样底部到顶部,组织尺寸逐渐减小,并逐渐向规则化演变。凝固组织随着扫描速率和激光功率的增大均发生细化,共晶层片间距最小达到0.2μm。制备的共晶陶瓷平均硬度为16.41±0.95GPa,平均断裂韧性达到6.47±0.49MPa·m~(1/2)。(本文来源于《第叁届中国国际复合材料科技大会摘要集-分会场1-5》期刊2017-10-21）
共晶陶瓷论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
氧化铝基共晶自生复合陶瓷具有优异的力学性能、高温组织稳定性、抗氧化和抗腐蚀性能,被认为是能够在1600 K以上氧化气氛中长期稳定服役的理想高温结构材料。目前,关于共晶陶瓷的研究主要集中在制备技术开发方面(如,微拉法、边界外延生长法、激光加热浮流区法等),并偏重于工艺参数、组织结构及力学性能的研究,然而关于凝固机理及微观结构调控方面的研究较少。本文以A1203/Zr02(Y203)共晶陶瓷为研究对象,着重研究其在凝固过程中的晶体生长行为和组织形成机理,主要研究内容如下:采用低温度梯度的高温熔凝法制备较大尺寸(Φ20 mm)的共晶陶瓷块体,凝固后的陶瓷块体具有叁种显微组织区域:外层细晶共晶区、柱状共晶区及内部等轴共晶区。研究了不同区域的共晶生长行为和微观组织演变,重点考察了第叁组元Y203的添加(浓度范围为0～9.2 mol%)对Al2O3/ZrO2共晶陶瓷凝固生长行为的影响。主要结论如下:Y2O3浓度控制着A1203/ZrO2共晶陶瓷的凝固行为和组织形态。熔凝态组织均由群集的晶团结构组成,随着Y2O3浓度增加,晶团几何外形发生“胞状→凸缘状→锯齿状→海藻状”形态的转变。表明Y2O3添加显着改变共晶生长界面的形态特征,这与Y203溶质在凝固界面前沿液相内富集形成长距离独立的“成分过冷”区域的增大有关。当Y203浓度增加到一定值(～4.5 mol%)时,在晶团过渡区内会有不规则的Al2O3/Y3Al5O12/ZrO2叁元共晶组织形成,其体积分数可用Scheil方程进行预测。随着Y2O3浓度增加,晶团结构的尖端曲率半径逐渐减小,晶团过渡区的宽度增大,其内部粗大组织和孔洞等缺陷数量增多。晶团内部白色Zr02相呈规则棒状均匀地嵌入到Al2O3基体相内部,相间距在Y2O3浓度为～1.1 mol%附近时,出现极小值,约为1.1.μum。根据Jackson-Hunt关系(λ2V≈Constants um3/s,v-为生长速度,λ为相间距)可知,Y2O3添加还会对共晶体生长速度产生影响,随着Y2O3浓度增加,生长速度呈现出非单调性变化,在Y2O3浓度为1.1 mol%附近出现极大值。当前低温度梯度凝固过程所提供的熔体过冷度较低(约为μ0.53 K),此时,当Y203浓度小于1.1 mol%时,枝晶尖端发生锐化(尖端曲率半径减小)效应占据主导,生长速度增大:当Y2O3浓度超过1.1 mol%时,过多的Y2O3溶质原子堆积在凝固界面前沿难以快速扩散出去,致使生长速度降低。Al2O3/ZrO2共晶陶瓷中Y203浓度控制着物相组成分布及内部粗大组织、气孔等缺陷的尺寸和数量,上述因素决定着陶瓷的力学性能。XRD结果表明,Y2O3浓度不同,Al2O3/ZrO2共晶组织的物相组成不同,除了α-Al2O3相外,还包含不同晶型的ZrO2相(m、t及c-ZrO2),这与Y2O3浓度及其偏析行为有关,当Y2O3浓度增加到一定值(C0≥4.5 mol%)时,组织中甚至出现Y3Al5O12相。Y2O3浓度小于1.11 mol%时,陶瓷硬度较低,这与其内部存在的低硬度m-ZrO2及微裂纹缺陷有关;当Y2O3浓度为1.1 mol%时,陶瓷的硬度值达到最大值,约为18.1 GPa;继续增加Y203的浓度时,陶瓷的硬度值略有降低,这与晶团过渡区内部气孔缺陷及粗大组织增多有关。陶瓷的断裂韧性随着Y2O3浓度的增加逐渐减小,低Y2O3浓度时,陶瓷内部存在大量微裂纹缺陷,可以吸收主裂纹能量,阻止裂纹扩展,故表现出较高的断裂韧性;随着Y2O3浓度增加,微裂纹缺陷数量减少,晶团过渡区内部粗大组织等缺陷数量增多,故而断裂韧性降低。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
共晶陶瓷论文参考文献
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标签：Al_2O_3-ZrO_2; 共晶陶瓷; Y_2O_3; Sm_2O_3; 微观组织;