氧化锆—莫来石纳米复相陶瓷的制备

通过选择合适的SiO2-Al2O3-ZrO2(SAZ) 配方和添加剂, 在1 620～1 700 ℃熔成均匀的SAZ熔体, 经超快速冷却凝固得到大块透明非晶体, 再经二步热处理制得白色氧化锆-莫来石纳米复相陶瓷. 用差式扫描量热分析、 X射线衍射和扫描电镜等技术研究SAZ系非晶的原位受控晶化过程. 研究结果表明: 在900～950 ℃时, SAZ系非晶中开始析出四方氧化锆(t-ZrO2);在1 000 ℃左右时, 莫来石晶相开始形成;在1 100 ℃时, 晶化基本完全, 其显微结构致密, 粒子大小均匀, 呈球状, 平均粒径为20～50 nm;当温度继续升高至1 150 ℃时, 有少量单斜氧化锆(m-ZrO2)生成, 这说明在1 100～1 150 ℃时, 已有部分t-ZrO2发生马氏体相变;当温度高达1 250 ℃时, m-ZrO2含量明显增加, 还有堇青石相析出, 其粒子迅速长大, 到1 350 ℃时少数莫来石晶体长度达5 μm;加入添加剂TiO2, 并未改变初晶相t-ZrO2的形成, 但显著降低了SAZ系非晶的晶化温度, 促进其整体晶化.