磁場驅動法制備ZrO2-Co功能梯度材料研究.pdf

1、功能梯度材料是具有獨特微觀結構的新型材料，其連續(xù)變化的組成、結構和性能，可以滿足在單一材料內部的不同部位實現不同功能的需要，具有廣泛的應用前景。本論文基于組元磁導率的差異，利用運動磁場對磁性組元的磁驅動作用，設計并搭建了磁場驅動裝置，制備了成分和性能連續(xù)變化的ZrO2-Co功能梯度材料，通過金相顯微鏡、顯微硬度儀和振動樣品磁強計等手段，系統的研究了復合漿料成分(包括漿料固相分數、Co含量、粒子粒徑)和磁場驅動參數(包括磁場強度、磁場運動

2、速度、磁場作用次數)等因素對ZrO2-Co梯度材料組織和性能的影響。
　　 主要研究結果如下：
　　 利用運動磁場驅動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。
　　 隨著漿料固相分數的增加，樣品致密度逐漸增加，而成分梯度卻逐漸降低。采用抽濾過程進行脫水處理，能夠在低固相分數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沿著磁場運

3、動方向成梯度分布。在各成分樣品中，沿長度方向形成了硬度和歸一化飽和磁化強度梯度，其結果同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。在粒徑比相當的情況下，降低Co和ZrO2粒徑，有助于成分梯度的增加。
　　 隨著磁場強度的增加，Co沿著磁場運動方向梯度分布，且成分梯度逐漸增加。隨著磁場運動速度的增加，Co沿著磁場運動方向梯度分布，且成分梯度逐漸減小。當磁場運動速度增加到3 mm/s時，樣品中基本