高铝球石的低温烧结和晶粒各向异性生长
发布日期：2015/5/11 浏览次数：
今天我们要给大家介绍的是有关"高铝球石的低温烧结和晶粒各向异性生长"，感兴趣的同仁们一起来了解一下，也让想要了解高铝球石的朋友们得到一些共识。
以研究高铝球石的低温烧结和晶粒各向异性显微形貌发育为主要内容，考察了CuO-TiO2/SiO2和Nb2O5/SiO2两个系统添加剂对高铝球石烧结性能和显微结构的影响，测试了加入添加剂后高铝球石材料的力学性能。 引入CuO-TiO2时，添加剂是以形成液相的方式促进高铝球石烧结的。当CuO:TiO2质量比为1:2，含量为2wt%时，高铝球石样品在1300℃下可获得致密。液相含量对致密有明显影响，液相量越高，烧结速率越快。添加剂的存在促进了高铝球石晶粒生长，晶粒形貌为等轴状。
利用等温烧结的实验方法研究烧结动力学的氧离子和铝离子的扩散作用控制了烧结过程。再加入SiO2后，高铝球石致密度下降，表明SiO2的加入是阻碍材料致密的，但是升高温度可以避免这种情况，且基体中出现了少数各向异性晶粒。力学性能测试结果显示，加入SiO2后，在1400℃烧结的高铝球石材料断裂韧性得到了提高，但改善效果限于基体中各向异性晶粒的数目。 引入微量的Nb2O5对高铝球石的致密化具有明显的促进作用，当Nb2O5的添加量为1wt%时，可使高铝球石在1500℃获得致密。显微结构上，Nb2O5对高铝球石的晶粒生长也具有显著的促进作用，添加剂含量越多，晶粒生长得越大。Nb2O5对致密化和晶粒生长的促进作用主要是通过它在高铝球石晶粒中的固溶来实现的。
当Nb2O5含量较多时，会有AlNbO4在晶间析出。再加入SiO2后，材料致密度稍有上升。两种添加剂的协同作用使几乎所有的高铝球石晶粒发生了各向异性生长。晶粒发生各向异性生长的原因可能是由于高温下形成了晶间液相和晶间析出物，高分辨率透射电镜显示各向异性晶粒基面间存在热力学稳定的液相薄膜，厚度约为零点几个纳米到几个纳米之间，液相薄膜的存在改变了晶粒表面能，导致了晶粒各向异性的生长。力学性能测试的结果显示，加入SiO2后抗弯强度和断裂韧性都有大幅度的上升，尤其是断裂韧性，上升了42.2%。这主要是因为高铝球石基体中生成了大量的各向异性晶粒。
本工作分别以CuO-TiO2/SiO2和Nb2O5/SiO2为添加剂，达到了降低高铝球石的烧结温度，并使之具有较好的力学性能的目的。同时利用现代材料分析测试方法对高铝球石晶粒的各向异性生长进行了较为深入的分析与讨论。因此，本研究对于低成本制备高铝球石具有较好的应用和参考价值。
以上就是我们今天为大家准备的资讯，欢迎广大用户莅临我们公司考察指导。
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以研究高铝球石的低温烧结和晶粒各向异性显微形貌发育为主要内容，考察了CuO-TiO2/SiO2和Nb2O5/SiO2两个系统添加剂对高铝球石烧结性能和显微结构的影响，测试了加入添加剂后高铝球石材料的力学性能。 引入CuO-TiO2时，添加剂是以形成液相的方式促进高铝球石烧结的。当CuO:TiO2质量比为1:2，含量为2wt%时，高铝球石样品在1300℃下可获得致密。液相含量对致密有明显影响，液相量越高，烧结速率越快。添加剂的存在促进了高铝球石晶粒生长，晶粒形貌为等轴状。
利用等温烧结的实验方法研究烧结动力学的氧离子和铝离子的扩散作用控制了烧结过程。再加入SiO2后，高铝球石致密度下降，表明SiO2的加入是阻碍材料致密的，但是升高温度可以避免这种情况，且基体中出现了少数各向异性晶粒。力学性能测试结果显示，加入SiO2后，在1400℃烧结的高铝球石材料断裂韧性得到了提高，但改善效果限于基体中各向异性晶粒的数目。 引入微量的Nb2O5对高铝球石的致密化具有明显的促进作用，当Nb2O5的添加量为1wt%时，可使高铝球石在1500℃获得致密。显微结构上，Nb2O5对高铝球石的晶粒生长也具有显著的促进作用，添加剂含量越多，晶粒生长得越大。Nb2O5对致密化和晶粒生长的促进作用主要是通过它在高铝球石晶粒中的固溶来实现的。
当Nb2O5含量较多时，会有AlNbO4在晶间析出。再加入SiO2后，材料致密度稍有上升。两种添加剂的协同作用使几乎所有的高铝球石晶粒发生了各向异性生长。晶粒发生各向异性生长的原因可能是由于高温下形成了晶间液相和晶间析出物，高分辨率透射电镜显示各向异性晶粒基面间存在热力学稳定的液相薄膜，厚度约为零点几个纳米到几个纳米之间，液相薄膜的存在改变了晶粒表面能，导致了晶粒各向异性的生长。力学性能测试的结果显示，加入SiO2后抗弯强度和断裂韧性都有大幅度的上升，尤其是断裂韧性，上升了42.2%。这主要是因为高铝球石基体中生成了大量的各向异性晶粒。
本工作分别以CuO-TiO2/SiO2和Nb2O5/SiO2为添加剂，达到了降低高铝球石的烧结温度，并使之具有较好的力学性能的目的。同时利用现代材料分析测试方法对高铝球石晶粒的各向异性生长进行了较为深入的分析与讨论。因此，本研究对于低成本制备高铝球石具有较好的应用和参考价值。
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