莫来石和莫来石-氧化锆复合材料的晶相转变和烧结性能

摘要

莫来石是高温领域中最有前途的工程材料之一，但是在室温下，具有较差的机械性能。因此，经常用一些颗粒、纤维或晶须来进行增强，提高它的性能。加入到莫来石的颗粒之一是ZrO2颗粒，通过ZrO2颗粒的晶相转变工艺。从四方晶系变为单斜晶系，从而可以提高莫来石的断裂韧性。本研究的目的是揭示利用A1．gerian高岭土、α-Al2O3，和ZrO2通过烧成反应合成莫来石-ZrO2复合物，并研究了复合物的晶相转变和烧成性能。原料通过行星式球磨机进行混合，随后再进行研磨。压制的试样在1100-1600％：之间历时2h进行烧成。通过水浸方法测量其体积密度。用X-射线衍射（Rietveld方法）测出烧成试样中呈现的晶相。本文发现，当添加超过16％的氧化锆时，剩余的氧化锆晶相为四方晶相结构。所有的试样在l250℃时都完全形成原生莫来石。在莫来石试样中，方英石是在l1500C开始形成，在1300℃消失，当有ZrO2，加入时是在1250℃消失。锆英石复合ZrSiO4是在1250℃开始形成，在1400℃完全消失。增加ZrO2比率可以促进球形颗粒的形成。