低膨脹ZrO2-ZrW2O8陶瓷基復合材料研究.pdf

1、在航空航天領域，材料的熱膨脹系數是高性能材料的一個很重要的性能。在一些高溫材料的制備過程中，由于各組分熱膨脹系數的不匹配，材料內部容易產生裂紋、應力集中、機械性能遭到破壞等問題。負膨脹或低膨脹復合材料的研究發(fā)展，在材料領域有著潛在的應用價值。由于ZrW2O8在寬溫度范圍內有著各向同性的負膨脹性能，而ZrO2與ZrW2O8的熱膨脹系數的絕對值相近且不發(fā)生化學反應。本文在ZrO2中添加一定量的ZrW2O8或WO3，通過調整制備工藝，制備出致

2、密度較好的低膨脹ZrO2/ZrW2O8陶瓷基復合材料。
　　本文研究了兩種配方分別在不同溫度下熱壓燒結中得到的復合材料的性能：采用直接混料（ZrO2+ZrW2O8）和原位反應（ZrO2+WO3）兩種配方均在1200℃和1215℃兩種溫度下熱壓燒結，都能制備密度較高的ZrO2/ZrW2O8陶瓷基復合材料，復合材料的密度最高達到5.55 g/cm3；直接混料粉在1200℃熱壓燒結3 h，或在1215℃熱壓6 h，所得到的復合材料密度差

3、別不大，約為5.20 g/cm3；由于原位反應法合成ZrW2O8陶瓷時有殘余WO3的存在，與直接混料法相比，還不足以體現“原位反應+熱壓燒結法”工藝路線的優(yōu)越性。而且1200℃燒結時，直接混料法中ZrW2O8的分解率高，所以，調整工藝路線后的燒結溫度為1215℃。
　　本文研究了兩種配方冷等靜壓以后在同一溫度下熱壓燒結與無壓燒結得到的復合材料的性能。采用直接混料（ZrO2+ZrW2O8）和原位反應（ZrO2+WO3）兩種配方壓坯成

4、型后，為了提高復合材料的致密度，促進原位反應進行的更加完全，坯體先經過冷等靜壓，壓力為200 MPa，然后在1215℃熱壓或者無壓燒結，復合材料燒結后的致密度接近理論致密度；直接混料法與原位反應法相比，采用直接混料法燒結得到的材料中ZrW2O8的分解率低，熱膨脹系數小。無論是直接混料法還是原位反應法，熱壓燒結都比無壓燒結得到的材料致密度高，ZrW2O8的分解率低，材料的熱膨脹系數小。采用不同的冷卻方式制備了ZrO2/ZrW2O8復合材料

5、并研究了其性能。采用直接混料（ZrO2+ZrW2O8）和原位反應（ZrO2+WO3）兩種配方壓坯成型后，在200 Mpa下經過冷等靜壓，而后在1200℃進行無壓燒結，燒結完畢，把燒結試樣從高溫爐中取出，最后分別在空氣中和水中冷卻得到復合材料。無論是直接混料法還是原位反應法，空冷得到的復合材料致密度高，ZrW2O8的分解率低，熱膨脹系數?。辉环磻ǖ玫降膹秃喜牧系闹旅芏葹?.57 g/cm3,瞬時熱膨脹低至2.0×10-6/k，抗彎曲強