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纳米氧化锆陶瓷粉粒表面改性的研究

闫翠芬  
【摘要】:本文采用共沉淀-凝胶法,以价格低廉的原料和简单的工艺制备了纳米ZrO_2(Y_2O_3)陶瓷粉体。在此基础上,利用CVD法对所得粉体进行表面修饰,并采取常压烧结和真空烧结的方式进行烧结,探讨表面改性后粉体的烧结工艺,分析了碳包裹层对烧结工艺和烧结体性能的影响。 以ZrOCl_2·8H_2O和YCl_3为主要原料,采用共沉淀-凝胶法制备了分散性好、粒径细小,形状为类球形的纳米氧化锆陶瓷粉体,粉体的平均粒径约为12nm;利用CVD法对纳米陶瓷颗粒进行表面改性研究。获得了化学均匀性好、颗粒尺寸细小且分散状态良好的包裹粉体,包裹后粉粒的平均粒径为15nm。研究包裹工艺对包裹效果的影响,实验结果表明,当反应温度为750℃,原料气配比Ar/C_2H_2=10:1时包裹效果最好。 对粉体进行表面包碳修饰,在烧结过程中抑制了晶粒的长大;在烧结工艺相同的条件下,烧结体的烧结性能与粉体的表面修饰工艺有关。结果表明,粉体经过CVD/750℃下表面包碳后,烧结所得陶瓷体的性能较好;在1250℃/2h的常压气氛中烧结,可得到相对密度为97.8%,晶粒大小为92nm的陶瓷体。


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