ZrO<,2>-CePO<,4>系陶瓷坯体连接

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本研究采用注浆成型的方法分别获得的CePO4/ZrO2与CePO4坯体。借助坯体的塑性,实现两坯体的直接粘接,然后在硅钼炉中共同烧结,获得理想的烧结体。证实了不同属性陶瓷坯体无压、直接连接的可行性,为大尺寸、复杂形状及多属性陶瓷材料构件的低成本制造奠定基础,同时试验配方及试验工艺比较简单,因此为异种陶瓷连接的进一步研究及大规模生产奠定了基础。通过对加入分散剂量和球磨时间的考察,研究了球磨时间和分散剂量对浆料性质的影响,结果表明:ZrO2和CePO4料浆分别球磨17和15个小时,同时各加入1.0wt%的分散剂(聚丙烯酸铵)会使料浆具有触变性。通过对料浆的流动性分析及其制成的烧结体的分析得出,具有触变性的料浆流动性好,可以用来注浆成型。试验的结果表明:具有触变性的料浆浇注成的坏体具有塑性,这种坏体在粘结时容易发生变形,因此两坏体的机械结合力很大,对获得理想的烧结体很有利。本试验对连接体的断裂韧性进行了分析,得出断裂韧性的分布状态:断裂韧性在连接体上的分布不太均匀,越接近界面其值越低。对影响连接效果的三种界面缺陷:垂直、平行和位于界面上开裂进行了分析,认为分别由收缩应力、残余应力和连接工艺的操作不当引起的。通过对具有规则形状的坏体状态的连接体的烧结,发现连接体在烧结后的形状不再规则,再利用扫描电子显微镜对界面附近的观察,得出连接体在烧结过程中发生了塑性变形,从而得出本试验的连接机理,即由于两基体的塑性变形,造成了两基体上空位密度的不同,因此导致了空位的扩散,物质的扩散也就沿着与空位扩散相反的方向进行。研究了工艺条件(保温时间)对连接体力学性能的影响,结果表明:这说明保温时间为2个小时,烧结体抗弯强度显著升高,说明两基体界面的物质扩散最活跃,互扩散量最大,保温3个小时会使扩散进行的很充分,使接头强度达到最高。
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