多孔氧化鋯陶瓷的制備及其性能的研究.pdf

1、多孔陶瓷由于兼有良好的機(jī)械性能、化學(xué)和熱穩(wěn)定性,作為一種綠色材料其過濾性能被廣泛的應(yīng)用,對它的研制具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。多孔陶瓷的制備方法和材質(zhì)很多,各有千秋,本文通過添加有機(jī)造孔劑法制備了多孔氧化鋯陶瓷,由于高溫下氧化鋯相變作用容易引起制品的過多收縮甚至開裂,因此對多孔氧化鋯材料的制備條件的控制和制品完整性的研究需進(jìn)一步探索。
　　 首先以氯氧化鋯為原料,氨水為沉淀劑,采用反向共沉淀法制備了3mol％釔穩(wěn)定氧化鋯(3YSZ)超

2、細(xì)粉體,系統(tǒng)考察了鋯液初始濃度、焙燒溫度及pH對產(chǎn)物的影響。通過TG-DTA、XRD、粒度分析等測試方法,研究了前驅(qū)體的脫水、分解過程及粉體的相結(jié)構(gòu)變化和晶粒大小,得出了制備3YSZ超細(xì)粉體的最佳工藝條件。結(jié)果表明:Y2O3的加入對粉體的晶粒大小和相組成影響顯著；控制CZrO2≤0.2M,700℃焙燒處理后,可得高四方相含量的3YSZ粉體,粉體粒度D50為2.87um。
　　 對所制3YSZ粉體的燒結(jié)性能進(jìn)行研究,通過干壓成型、

3、無壓燒結(jié)制備了氧化鋯陶瓷,研究了Y2O3不同加入方式、燒結(jié)制度對材料相變、顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,Y2O3以化學(xué)法加入得到的材料中可相變四方相含量高,隨溫度升高材料致密化程度不斷增加,燒結(jié)溫度為1500℃時(shí),綜合力學(xué)性能最高,抗彎強(qiáng)度為676MPa、硬度為11.3GPa、斷裂韌性為8.9MPa·m1/2,此時(shí)材料的晶粒均勻且無異常長大現(xiàn)象、晶粒間結(jié)合緊密。
　　 以淀粉為造孔劑,干壓成型制備多孔氧化鋯陶瓷。探索了已得

4、致密氧化鋯陶瓷的最優(yōu)工藝在多孔氧化鋯陶瓷制備上的傳承性,該條件下添加40wt％淀粉,制品孔隙率為15.8％,抗折強(qiáng)度為80MPa。分析了造孔劑含量、燒結(jié)溫度對孔結(jié)構(gòu)和孔隙率的影響,結(jié)果表明:隨造孔劑含量從10wt％增加到40wt％、燒結(jié)溫度從1200℃到1500℃,氧化鋯陶瓷的孔隙率在0.6％到63％之間變化,孔徑范圍在1um～8um,可以根據(jù)不同的需求選擇不同的制備條件。
　　 對淀粉的成孔機(jī)理進(jìn)行分析,淀粉的溶脹可以有效地將