作者：邱和林
莫來(lái)石- 剛玉質(zhì)復(fù)相陶瓷因同時(shí)具有莫來(lái)石相熔點(diǎn)高、熱膨脹系數(shù)低、抗蠕變、抗熱震和剛玉相彈性高、耐磨、耐腐蝕、抗氧化及高溫蠕變速率低等特點(diǎn)，使得其性能于純剛玉陶瓷和純莫來(lái)石陶瓷。引入氧化釔對(duì)復(fù)合材料將有如何的性能影響？
剛玉莫來(lái)石陶瓷的制備
根據(jù)原料及組成點(diǎn)的化學(xué)組成進(jìn)行配方計(jì)算，按照下列工藝過(guò)程制備試樣：原料 → 配料 → 濕法球磨 → 干燥、造粒 → 成型 → 干燥 → 燒成，細(xì)磨料全部過(guò)200目篩，加入一定量的添加劑，采用半干壓法壓制成型，成型壓力為30 MPa，成型添加劑分別為2.5%的CMC - Na，在試驗(yàn)中分別添加0.05%、0.5%和%的氧化釔（試樣編號(hào)分別為#、2#、3#），并用空白樣進(jìn)行對(duì)比（試樣編號(hào)為0#），試樣尺寸（mm）為: 50 × 0 × 5。坯體干燥后，將各試樣在硅鉬棒爐中于660℃保溫6 h 燒成，「陶瓷內(nèi)襯復(fù)合彎頭」停止加熱后隨爐溫自然冷卻。
結(jié)果與討論
試樣的燒結(jié)狀況
氧化釔的引入促進(jìn)了陶瓷的燒結(jié)，吸水率由8.4%降低到7.8%，體積密度由2.7 g/cm3升高2.73 g/cm3，隨著加入量的增加，當(dāng)加入量為0.5%時(shí)，吸水率迅速下降，為6.4%，體積密度顯著升高，為2.83 g/cm3，這說(shuō)明氧化釔不僅僅促進(jìn)燒結(jié)，對(duì)燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)影響較大，加入量進(jìn)一步提高，燒結(jié)體的吸水率略有降低，但不是很明顯，趨于穩(wěn)定。
氧化釔對(duì)燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)影響
0#配方和#配方的物相結(jié)構(gòu)基本相當(dāng)，從燒結(jié)性能可以看出，吸水率稍有降低，這可能是氧化釔促進(jìn)燒結(jié)作用的結(jié)果。#可以看出，莫來(lái)石的含量增大顯著，這是因?yàn)檠趸愒跓Y(jié)過(guò)程中具有促進(jìn)莫來(lái)石生長(zhǎng)的作用，「陶瓷內(nèi)襯復(fù)合彎頭」在莫來(lái)石晶核剛形成時(shí)，在高溫和氧化釔的作用下，一次莫來(lái)石晶核迅速長(zhǎng)大，與此同時(shí)加速二次莫來(lái)石的形成。2#和3#兩個(gè)樣品的物相可知，物相的含量也基本相當(dāng)，并結(jié)合燒結(jié)性能可知，2#配方的燒結(jié)體體積密度已經(jīng)趨于穩(wěn)定，說(shuō)明在氧化釔的作用下，2#配方已經(jīng)達(dá)到了燒結(jié)性能。
雖然物相的含量基本相當(dāng)，但是其晶體形貌生長(zhǎng)情況不同，所帶來(lái)的的陶瓷的性能也不盡相同。
「陶瓷內(nèi)襯復(fù)合彎頭」不同粘結(jié)劑配方對(duì)燒結(jié)體的性能影響
三個(gè)試驗(yàn)的抗彎強(qiáng)度分別為20. MPa、20.5 MPa、25.7 MPa和23.2 MPa，與前面的微觀結(jié)構(gòu)分析一致，2#配方的晶體生長(zhǎng)與形貌，陶瓷的高溫力學(xué)性能越好。
結(jié) 論
（）氧化釔的引入促進(jìn)了陶瓷的燒結(jié)，燒結(jié)性能有所提高；
（2）氧化釔的引入促進(jìn)二次莫來(lái)石的形成及生長(zhǎng)，形成針狀莫來(lái)石結(jié)構(gòu)，高溫力學(xué)性能，為25.7 MPa；
（3）過(guò)量的氧化釔促使針狀莫來(lái)石轉(zhuǎn)化成柱狀莫來(lái)石，高溫力學(xué)性能下降。
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