10NiO-NiFeO基金属陶瓷的低温烧结致密化

摘要

本文对10NiO-NiFe<,2>O<,4>基金属陶瓷的低温烧结致密化进行了研究。主要研究成果如下： 1)通过研究ZnO、Bi<,2>O<,3>、CaO及其含量对10NiO-NiFe<,2>O<,4>复合陶瓷烧结致密化的影响，解决了材料烧结温度过高和致密化困难的问题，实现了10NiO-NiFe<,2>O<,4>陶瓷的低温烧结致密化，使材料致密化烧结温度降低了200℃。确定了CaO为此陶瓷体系的理想助烧剂：当烧结温度为1200℃，CaO掺杂量为2﹪时，10NiO-NiFe<,2>O<,4>复合陶瓷相对密度达到最大为98.75﹪，较之相同温度烧结出的未掺杂试样提高20﹪以上，且比1400℃下烧结的未掺杂试样相对密度(97.3﹪)还高，使材料在更低的温度下完成了致密化烧结。 2)当烧结温度为1200℃时，CaO的掺杂明显提高了10NiO-NiFe<,2>O<,4>复合陶瓷的抗弯强度，CaO掺杂量为2﹪的样品抗弯强度达到最大为185MPa，相比未掺杂CaO样品抗弯强度(60MPa)增幅达两倍以上；CaO的掺杂提高了材料的断裂韧性，当CaO的掺杂量为2﹪时，材料断裂韧性达到最大值2.12 MPa·m<'1/2>，然而，CaO的过多加入(4﹪)，反而降低了材料的断裂韧性，CaO的掺杂不利于10NiO-NiFe<,2>O<,4>复合陶瓷抗热震性能的提高。 3)2﹪CaO的掺杂使xM/(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷实现了低温烧结致密化，避免了xCu/(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷烧结过程中Cu的溢出，并使其致密化烧结温度降低了50℃，使得xNi/(10NiO-NiFe<,2>O<,4>)金属陶瓷致密化烧结温度降低了150℃。2﹪CaO的掺杂对金属陶瓷的力学性能影响不大。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章研究背景

1.1铝电解的发展与现状

1.2惰性阳极的优点

1.3惰性阳极的研究现状

1.3.1金属或合金阳极

1.3.2金属陶瓷阳极的研究

1.4课题研究目的及意义

第二章文献综述

2.1尖晶石金属氧化物的结构、性质及应用

2.2氧化物陶瓷制备技术

2.3烧结致密化过程

2.4陶瓷烧结致密化的影响因素

2.4.1烧结工艺的影响

2.4.2粉末性能的影响

2.4.3添加物的影响

2.5 NiFe2O4基金属陶瓷烧结致密化的研究现状

2.5.1 NiFe2O4基金属陶瓷烧结工艺的研究

2.5.2添加剂对NiFe2O4基陶瓷烧结及性能影响的研究

2.6实验研究内容与方案

第三章实验设备和实验方法

3.1实验所用主要设备

3.2样品制备方法

3.3测试和分析方法

3.3.1相对密度测试

3.3.2力学性能测试

3.3.3导电性能测试

3.3.4分析方法

第四章10NiO-NiFe2O4陶瓷氧化物掺杂的致密化研究

4.1引言

4.2实验

4.2.1实验原料

4.2.2实验设备

4.2.3试样制备

4.2.4分析检测

4.3结果与讨论

4.3.1 ZnO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结致密化的影响

4.3.2 Bi2O3掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结致密化的影响

4.3.3 CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷相对密度的影响

4.3.4 CaO掺杂10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结致密化机理

4.4本章小节

第五章CaO掺杂10NiO-NiFe2O4复合陶瓷的力学性能和导电性能研究

5.1引言

5.2实验

5.2.1样品的制备和规格

5.2.2实验设备

5.2.3性能测试和分析

5.3结果与讨论

5.3.1 CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷抗弯强度的影响

5.3.2 CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷断裂韧性的影响

5.3.3 CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷抗热震性能的影响

5.3.4 CaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

5.4本章小结

第六章CaO掺杂金属陶瓷低温烧结致密化及性能研究

6.1引言

6.2实验

6.3结果与讨论

6.3.1 CaO掺杂对金属陶瓷烧结致密化影响

6.3.2 CaO掺杂对金属陶瓷力学性能影响

6.3.3 CaO掺杂对金属陶瓷导电性能影响

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1总结与结论

7.2展望与建议

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文及获奖情况