纳米莫来石的制备及其对氧化铝陶瓷性能的影响

以硝酸铝和硅溶胶为原料,采用溶胶-凝胶法合成了纳米莫来石粉体,进而探讨了纳米莫来石对氧化铝陶瓷烧结性能、抗弯强度以及抗热震性能的影响.结果发现,在1100 ℃煅烧硝酸铝与硅溶胶先驱体时仅有少量Al2O3生成,当将煅烧温度升高到1200 ℃时,获得了单一的莫来石晶相,粉体的平均粒径在50～60 nm之间;在氧化铝中添加2wt%～10wt%的纳米莫来石,可以有效促进陶瓷体的致密烧结,并获得良好的抗弯强度与抗热震性能;纳米莫来石含量为5wt%的陶瓷,在1650 ℃烧结后的抗弯强度为247.49 MPa,经过1200 ℃热震后的抗弯强度为218.52 MPa;当纳米莫来石的添加量超过10wt%时,将降低陶瓷的饱和体积密度,并恶化陶瓷的抗弯强度与抗热震性能.     

硅溶胶的凝胶化包覆对氧化铝烧结性能的影响

在探讨影响硅溶胶凝胶化因素的基础上,通过控制硅溶胶的凝胶化条件使其包覆在氧化铝粉体表面,进而研究了不同硅溶胶添加量对氧化铝陶瓷烧结性能的影响规律。结果发现:控制体系的pH值5～7、固含量10%～15%时,硅溶胶极易发生凝胶化转变,而且随着环境温度的升高,凝胶化进程加快;当在氧化铝粉体中添加2%～10%的硅溶胶时,1650℃烧结后均可获得致密结构的陶瓷,且有大量莫来石生成,而过多硅溶胶的添加(超过15%)将不利于陶瓷体的致密烧结。     

硅溶胶包覆氧化铝陶瓷的抗热震性能研究

通过对表面包覆10 wt%硅溶胶的氧化铝粉体在不同温度下进行煅烧,并以不同温度煅烧后的粉体为原料制备陶瓷,探讨了硅溶胶包覆对氧化铝陶瓷烧结性能、力学性能以及抗热震性能的影响规律。结果发现,硅溶胶在氧化铝粉体颗粒表面形成良好包覆,这种完整包覆可以维持在900℃不发生变化;当煅烧温度超过1000℃时,部分硅溶胶从氧化铝表面剥落,形成细小颗粒填充在氧化铝粉体颗粒间的间隙,有效促进了陶瓷饱和体积密度的提高,从而使得陶瓷具有良好的抗弯强度,但其抗热震性能较差;当粉体的煅烧温度较低时,将获得多孔的陶瓷结构,可以有效提高陶瓷的抗热震性能,700℃煅烧过的粉体制成陶瓷,可以经受1200℃的热震11次。