细晶铈、镁复合稳定PSZ陶瓷的制备及性能研究.pdf

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1、1材料工程/21年3期细晶铈~镁复合稳定PSZ陶瓷的制备及性能研究PreparationandPropertiesofFine-grained(Ce9MgD-PSZ/MgAl2O4Ceramics马亚鲁12339孙小兵9郑俊萍9袁启明(1天津大学理学院9天津372;2天津大学机械学院9天津372;3天津大学材料学院9天津372D1233MAYa-lu9SUNXiao-bing9Z~ENGJun-ping9YUANi-ming(1InstituteofScience9TianjinUniversity9Tianjin3729China;2InstituteofMecha

2、nicalEngineering9TianjinUniversity9Tianjin3729China;3InstituteofMaterialsScienceandTechnology9TianjinUniversity9Tianjin3729ChinaD摘要,以工业ZrO为主要原料9CeO及O-Al作为复合稳定剂及颗粒添加剂9采用机械球磨混合法制备粉229MgO2O3料9进而在较低的固溶烧结温度(155D下9经11适当时间热处理9制备出具有较好力学性能的细晶PSZ陶瓷材料9其室温强度约655MPa9断裂韧性在15MPa-m1/2左右;所制备细晶PSZ材料的临界热震

3、温差AT在c75左右9其中微裂纹增韧机制的存在对材料的抗热震性有积极作用;在(1891MPaD水热条件下9采用CeO作为复合稳定剂的PSZ陶瓷材料具有较好的抗水化性能2关键词,细晶铈9镁复合稳定PSZ陶瓷;力学性能;抗热震性;抗水化性中图分类号,T174.75文献标识码,A文章编号,11-4381(21D3-1-3Abstract,Powderswerepreparedbymechanicalmilling-mixingprocess9inwhichindustrialzirconiawasusedasthemainstartingmaterialandCeO29Mg

4、Oasco-stabilizingagentsandO-Al2O3asparti-cleadditions.Fine-grainedPSZceramicssinteredatlowsolidsolutiontemperature(155Dandannealedat11hadgoodmechanicalproperties,theflexuralstrengthandfracturetoughnessat1/2roomtemperaturewereabout655MPaand15MPa-m9respectively.Thecriticaltemperatureofthe

5、rmal-shockresistancewasabout759whichattributetomicrocracktougheningmechanism.Afterhydrothermaltreatment(1891MPa9indistilledwaterDupto2h9(Ce9MgD-PSZ/MgAl2O4ceramicsexhibitedmuchbetterhydrothermalstability.Keywords,fine-grained(Ce9MgD-PSZ/MgAl2O4ceramics;mechanicalproperties;thermal-shock

6、resistance;hydrothermalstability在众多的增韧材料中9氧化镁部分稳定氧化锆性能~抗热震性及抗水化性进行了研究(Mg-PSZD以其优越的中~常温力学性能9耐磨~耐腐蚀性而被广泛应用但是9传统的Mg-PSZ材料存实验方法在以下问题,需要在高的温度下(通常>17D固溶烧结19长期使用温度限制在以下2曾采用.试样制备以工业ZrO化学纯CeO轻质MgO和超细级化学共沉淀法制备的细晶PSZ陶瓷突破了传统Mg-2~2~394O-Al2O3为原料9用机械球磨混合法制备粉料9配方组PSZ材料的配方组成和制备工艺9通过提高MgO成为ZrO的加入量和制备超细粉

7、末来降低固溶烧结温度(2MgOCeO2Al2O3188255155D9同时采用Y2O3和MgO复合稳定和添加O-(mol比D9于行星式球磨机球磨24h9干燥后于8煅烧1h得粉料粉料经等静压造粒~干压和等静压成Al2O3形成镁铝尖晶石异相粒子等措施9获得了高性能的细晶PSZ陶瓷材料型制成#66mm>8mm的圆片9然后在空气中经为适应工业生产要求9本工作以工业ZrO2为主15594h烧成9随炉冷却至室温将烧结试样加工要原料9采用廉价的CeO作为复合稳定剂9用成尺寸为2.5mm>5mm>25mm的试条试条置于29MgO机械球磨混合法制备粉料9进而对所制备材