Al2O3基多元纳米复相陶瓷的制备及其超塑性.pdf

第36卷 增刊2 稀有金属材料与工程 唰．弘，Su刚．2 2007年 8月 RARE～正1ALhLmRIALSANDENG腿ERⅡqG Augu武2007 A1203基多元纳米复相陶瓷的制备及其超塑性 谢杰，陈国清，王旭东，董红刚 (大连理工大学材料科学与工程学院，辽宁大连116024) 团聚．采用真空热压烧结工艺制各了纳米复相陶瓷，结果表明：由于纳米复合粉体中的第二相阻止了基体Al：O，的致密 化．纳米复合粉体的烧结温度较普通微米粉体相比并没有丈幅度降低，其合适的烧结温度为14sO～1500℃。烧结体的超 塑性压缩试验表聪t在1500℃材料表现出良好的超靼变形能力，变形抗力小于30MPa。在整个压缩变形过程中，材料 没有出现职显的应变软化，显示出与超塑性拉伸垒彤截然不同的特性． 关键词：A1203基纳米复相陶瓷；制备：烧结；超塑变形 中田法分类号：TF125．2 文献标识码：A 文章编号；1002-185x但0071s2．239．04 陶瓷材料的超塑性能与材料的制备工艺密切相关。 1 引 言 本文采用醇一水溶液加热法制备粒径在25nm左右且分 纳米复相陶瓷具有优良的室温和高温力学性能， 同时因为其制各工艺比较接近传统陶瓷，因而也是最 接近实用化的纳米结构材料。利用纳米陶瓷的超塑性 烧结过程采用高强石墨作为模具材料。将所制备的复合 变形特性，可以使陶瓷如同金属一样直接用塑性加工 粉体装入模具内室温干压后进行真空热压烧结．烧结温 的方法制成精密尺寸的陶瓷零件。 国外对陶瓷材料的超塑成形加工开展较早…，尤 用阿基米德法测定密度；用PmLIPs．Ⅺ，20高分辨率扫 其是近年来，日本、美国、印度、俄罗斯等国学者对 描电子显微镜观察烧结样品的断口形貌，采用直线截距 微米和纳米级z巾2系陶瓷材料的制各、微结构控制以 法计算烧结体的平均粒径：赤】，56L，L：截距长度。在 及超塑性拉伸变形方面进行了各种试验口卅。国内对纳 日本理光电机D，max．yB型x射线衍射仪上采用cu靶地 米陶瓷复合体系的研究主要集中在材料制备、力学性 射线扫描进行物相分析。 能、增韧机理和微观结构方面，只对少数zr02系陶瓷 mm，高25 对烧结后得到的圆柱形坯料(直径20 进行过高温蠕变和超塑性研究p”。A120，陶瓷在超塑mm)进行超塑性压缩试验，试验在真空热压机中进行， 变形过程中发生严重晶粒长大和“空洞化”，极大地限 选用高强石墨模具材料。采用恒定的压头移动速度， 制了这类材料超塑成形的实用化。因此，关于A120，压缩试验中测量并记录试样原始高度凰，端面面积 陶瓷超塑性的研究多在A1203基体中添加第二相金属一o，压头移动速度n不同时刻的载荷P和压缩量△厅 氧化物，如zr02、MgO、Ti02、cuO、MⅡo等来抑制等参数。根据体积不变原则，并忽略“端面效应”的 晶粒生长，减小应变硬化，改善拉伸延展性【8““。 影响，试样的真实压应变占、真应力盯以及初始应变 在以往关于陶瓷超塑性的研究中，其变形方式主要 速率磊计算用： 集中在材料的单向拉伸试验，而材料在压应力的变形行 为则很少涉及。采用溶胶一凝胶法制各了 A1203_zr02(3Y)-spi∞l纳米复合粉体，采用真空热压烧 3结果与讨论 结工艺制备了A1203基多元纳米复相陶瓷并进行了超 塑性压缩试验。 3．1纳米粉体制备及裹征