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表面修饰的纳米氧化锆陶瓷的研究

张晓芸  
【摘要】: 本文使用价格低廉的原料、简单的工艺和简易的设备用共沉淀—凝胶法制备了ZrO_2基纳米陶瓷粉体,并在此基础上,用有机物液相悬浮法和碳弧法两种方法对所制得的粉体进行表面修饰,并利用干压成型和无压烧结的方法对所制得的粉体进行烧结,探索包裹对烧结体和烧结工艺的影响。 以ZrOCl_2·8H_2O为原料,采用共沉淀-凝胶法制备了分散性较好,形状为类球形,粒径为10nm左右的纳米氧化锆粉体;利用聚乙烯醇、糊精两种有机物采用液相悬浮法成功对粉体进行表面包碳修饰,包裹碳膜前后粉体的晶型不变,都是四方相,晶粒尺寸比包裹前略有增加,大约为13nm左右,并且包裹后碳膜与粉体表面有弱的键合现象。研究两种有机物及有机物的含量对包裹效果的影响,结果为:当有机物与粉体比例为1:10,且粉体与溶液质量比为1:10时,包裹效果最好。且聚乙烯醇的包裹效果相对较好。 用弧光放电对氧化锆粉体成功进行了表面包裹,包 裹后颗粒形状为类球形,尺寸为snm左右,在弧光放 电形成包裹粉的同时,一部分的粉体会在高温下被碳还 原为金属错。分析了放电电流、电压对包裹效果的影响 及在高温下碳还原氧化错的可能性,;并分析了放电过程 中的包裹机理。 对用有机物液相悬浮法所制得的包裹粉进行烧结成 型。研究了粉体的成型压力与升温过程及保温时间对烧 结体的影响;详细分析了粉体中所包裹碳的比例对烧结 的影响。 试验结果得出:当包裹的比例为1:10左右时,可得 到晶粒细小,均匀致密的陶瓷体,其粒度为80nm左右, 密度为5.7ssg/cm,。


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