ZrO2-Al2TiO5复相材料的抗热冲击性能

摘要

以不同粒径的部分稳定ZrO_2(partially stabilized zirconia,PSZ)粉体为原料,采用共沉淀法包覆Al_2TiO_5纳米颗粒层,经高温烧结制备了高强度低膨胀的ZrO_2-Al_2TiO_5复相材料。研究了原料粒径、Al_2TiO_5含量、烧成温度对复相材料的烧结性能、相组成、显微结构以及抗热冲击性能的影响。结果表明:随烧成温度的提高,PSZ各粒径样品的显气孔率呈逐步减小的规律,抗折强度呈逐步增大的趋势。随样品中纳米Al_2TiO_5含量的增加,单斜氧化锆到四方氧化锆的相交温度不断降低。在1500℃烧结的、Al_2TiO_5含量为5%(质量分数,下同)、ZrO_2f平均粒径为0.8μm)的样品,其显气孔率最小,为6.29%;抗折强度最大,为53.14MPa;室温到1 100℃急冷急热冲击20次后,样品仍保持完整,仅在表面出现轻微剥落,抗热震性能明显高于其他样品。