机械激活法合成Al2TiO5粉体中的各向异性生长.pdfVIP

第27卷第1期 陶瓷学报 V01．27，No．1 2006年3月 JOURNALOFCERAMICS Mar．2006 文章编号：1000—2278(2006)01—0088-04 机械激活法合成A12Ti05粉体中的各向异性生长 陈晓虎屈浪陈洲平赵煌陈晓闽 吕俊 (华侨大学材料科学与工程学院，泉州：362021) 摘要 采用高能球磨处理方式对合成A12TiO；的原料混合体系进行高球料比的机械激活处理，在相对低温和短时条件下制备了高纯 各向异性生长的作用及原因。 关键词：钛酸铝，机械激活，各向异性生长 中图法分类号：TQl74．75*8文献标识码：A 断裂韧性的提升一直都是工程结构陶瓷研究中 在作者的前期研究工作【6、7】中，通过机械激活处理 的重要内容。尽管晶须或连续纤维增韧陶瓷基复合材 料可获得良好的综合性能，但由于工艺、成本甚至劳 条件下合成高纯度的舢。Ti晚成分。本文作者认为，利 动保护等方面的限制，该类型复合材料仅在部分尖端 用机械激活处理过程对A12TiO。合成的促进作用(主 领域有部分应用[1】。为了克服以上不足，原位生成具有 要为降低煅烧温度，缩短保温时间)，结合舢2Ti0。具 自增韧效应的显微结构越来越受到重视医31。 有的各向异性结构的特点，在适宜的制备条件下，使 K．T．Faber和A．G．Avenstll曾预测在陶瓷中当棒状 得晶粒各向异性生长特性得以体现，并为制备具有自 (rod—like)、扁片状(disc—like)晶粒其体积百分数分别增韧结构与效应的A12TiO。陶瓷材料提供基础。 超过10％和20％时，将会有效提高材料的断裂韧性。 实验原料：d—A1：O。，分析纯试剂，广东汕头西陇 而自增韧Si。N4陶瓷由于各向异性生长的B—Si她晶化工厂；锐钛矿型TiO。，化学纯试剂，上海国药集团 粒的形成致使机械性能大幅度上升是较为典型的例 化学试剂有限公司。高能球磨机械激活处理采用南京 子[41，晶粒的各向异性生长及其控制是自增韧结构形 成和效应发挥的关键。 锈钢球、罐作为球磨介质。球磨罐自转速为450 rpm， 舢2Ti0。陶瓷具有优良的抗热震性能。但由于结 构特点，其力学性能特别是室温机械强度低下，限制 比配料，放入250ml不锈钢罐中球磨20小时。采用 了其广泛应用。m2Ti0。具有较为典型的各向异性结 构特征，制备过程中由于热膨胀系数的各向异性而导 致显微裂纹的大量形成，赋予其抗热震性能，但同时 械激活粉体煅烧，最高温度保温时间2小时。 AD— 致使机械性能恶化。就灿2Tio。的合成而言，其过程是 各阶段粉体的相转变及组成分析采用D8 由扩散控制的固相反应过程嘲，为了获得相对高纯度 VANCE型x射线粉末衍射仪(布鲁克公司，德国)， 的A12TiO。成分，需要在高温及长时间保温条件下进 行反应。这种反应条件通常会引起晶粒的异常长大， 更加剧了性能恶化的程度。 狭缝RS=0．2rain。用x射线衍射仪法测定粉体晶粒 收稿日期：2005—10—21 作者简介：陈晓虎，男，副研究员，博士 《陶瓷学报)2006年第1期 丑口拿0U＼占曩g爸H 竹羞50U＼占州昌3口H