mf增强氧化铝复合材料的制备

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1、济南大学硕士学位论文摘要A1203陶瓷具有高硬度、高强度、优良的热稳定性和化学稳定性，是优异的工程陶瓷材料之一，但A1203陶瓷的脆性限制了其应用范围。MF(MulliteFiber)是当今国内外最新型的超轻质高温耐火材料，具有高模量、耐高温、耐化学腐蚀等一系列优点，且与氧化铝陶瓷具有良好的物理化学相容性和相近的热膨胀系数。因此，选用MF增强增韧A1203陶瓷，改善A1203陶瓷的脆性，以期进一步拓宽A1203陶瓷在航天航空、化学化工、日常生活等领域的应用。利用传统的无压烧结技术，添加适量的烧结助剂，选取合理的纤维分散工艺，确定最佳纤维含量以及

2、合理的烧结制度制备出莫来石纤维增强氧化铝陶瓷基复合材料。对其性能进行测试，并初步探讨了材料的增强增韧机理。利用SEM、DTA等分析手段研究了莫来石纤维经高温处理后的表面形貌，结果表明当温度高于1500℃时，纤维表面晶粒粗化，表明在该温度下纤维的力学性能开始降低，复合材料的烧结温度应低于1500℃。选用Al粉、CMS和瓢02、CMS．G和Ti02三种烧结助剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。发现CMS．G和n02对氧化铝陶瓷的烧结性能影响最显著，当CMS．G和n02含量分别为3％和1％，烧结温度为1450℃，保温2h时，氧化铝陶瓷基体致密烧结，相对密度

3、达到98．93％，且晶体发育良好，结晶均匀；并对组成为CMS．G和啊02含量分别为3％和l％的氧化铝陶瓷基体进行烧结动力学实验计算，发现氧化铝陶瓷基体的烧结激活能为113．4KJ／tool，表明其致密化机理为扩散控制。利用球茸工艺和新拌料浆法研究了不同混料时间对纤维分散性能的研究，结果发现当纤维长度为5mm、球磨时间为3h时，纤维在基体中的分散效果最好，变异系数最小；纤维长度在150lma左右，适合实验的要求。探讨了不同烧结温度、不同纤维含量对复合材料相对密度、线收缩率、弯曲强度和断裂韧性的影响规律，试验结果表明复合材料的相对密度、弯曲强度和断

4、裂韧性随烧结温度和纤维含量的增加先增大后减小，当烧结温度为1450℃、纤维含量为15％时，复合材料的相对密度、弯曲强度、断裂韧性最高；而复合材料的线收缩率则随着烧结温度的升高先增大后减小，随纤维含量的增加逐渐减小。探讨了不同混料时间和不同保温时间对纤维含量为15％的复合材料力学性能影响规律，结果表明复合材料的力学性能随混料时间和保温时间的延长先增大后减小，MF增强氧化铝复合材料的制备当混料时间为3h时，保温时间为1．5h，复合材料的力学性能达到最佳，其弯曲强度和断裂韧性比基体分别提高63．8％和54．7％分析了莫来石纤维增强增韧氧化铝陶瓷复合材

5、料的增韧机理，纤维的拔出与脱粘、裂纹的弯曲与偏转、纤维的桥联是提高复合材料强度和韧性的主要原因。关键词：莫来石纤维；氧化铝陶瓷：复合材料；致密烧结；增韧机理Ⅱ济南大学硕士学位论文ABSTRACTAluminaceramicshashighhardness，hi}ghstrength,excellentthermalstabilityandchemicalstability，butitsbrittlenesslimitsthefieldofitsapplication．MF(Mullitefiber)hashi．ghmodulus，resista

6、ncetohigh·temperatureandresistancetochemicalattack，andisthenewestlightweightrefractorymaterialinpresent，andithasgoodcompatibilitywithaluminamatrixinphysicsandchemistry；andhasthesimilarcoefficientsofthermalexpansionwi血thematrix．Therefore,themullitefiberisusedforpreparingalumi

7、nacompositesasreinforcingmaterials．Weexpecttoimprovingthetoughnessofaluminaandmakingthealuminaceramicmaterialswidelyusedinairspace，chemicalindustryanddailylifc．ThemullitefiberreinforcedaluminaceralniccomposResispreparedbyconventionalsinteringtechnologywithoutpressure，withsin

8、terassistantandappropriatefibredispersiontechnology，confirmedfinecontentoff