铝粉、硅粉加入比例对Al_2O_3-ZrO_2-C材料力学性能的影响

在A l2O3-ZrO2-C材料中加入总质量分数为5%的铝粉和硅粉,改变试样中铝粉和硅粉的质量比(分别为0:1、1:4、2:3和4:1),经配料、混练、成型、烘干后,在埋炭(煤焦炭)气氛中分别于800、1 000、1 300和1 400℃保温3 h煅烧,然后对烧后试样进行三点弯曲试验,并测定烧后试样的平均孔径,分析烧后试样的显微结构。结果表明:铝粉、硅粉的加入比例显著影响A l2O3-ZrO2-C材料的力学性能:经800和1 000℃煅烧后,试样的抗折强度、弹性模量和韧性均随铝粉加入量的增加而增大,而经1 300和1 400℃煅烧后,试样的抗折强度、弹性模量和韧性均随铝粉加入量的增加而减小;试样的平均孔径呈现出与力学性能相反的变化规律。上述这些变化规律是铝液的促烧结作用与高温下生成SiC、A lN晶须的强韧化作用和填隙作用以及生成A lN过多导致的结构疏松作用共同作用的结果。

SiO_2微粉对Al_2O_3-ZrO_2-C材料力学性能的影响

在复合引入不同比例A l粉、Si粉(A l粉、Si粉的组合分别为2%(w)A l+3%(w)Si,3%(w)A l+2%(w)Si,4%(w)A l+1%(w)Si)的A l2O3-ZrO2-C材料中进一步外加质量分数分别为0、1%、2%的SiO2微粉,经配料、混练、成型、烘干后,在埋炭(煤焦炭)气氛中分别于800、1 000、1 200、1 300和1 400℃保温3 h煅烧,然后对烧后试样进行三点弯曲试验,并测定烧后试样的平均孔径,分析烧后试样的显微结构。结果表明:1)对于含不同比例A l粉和Si粉的A l2O3-ZrO2-C材料,SiO2微粉的引入使其经1 200℃或更高温度煅烧后的抗折强度、弹性模量和韧性提高,平均孔径减小;2)显微结构分析发现,含有SiO2微粉的试样中,A lN和(或)SiC晶须发育良好并且分布均匀,孔径细小,从而优化了材料力学性能。