开题报告-邹晶.doc

毕业设计（论文）学生开题报告课题名称高铝陶瓷的致密化研究课题来源课题类型AX指导教师陈艳琳学生姓名邹晶学 号0910412115专业班级本课题的研究现状、研究目的及意义： 高纯氧化铝陶瓷材料以其优良的性能及较低的制造成本，被广泛应用于国民经济各部门。随着科学技术的发展，特别是电子、能源、空间技术、汽车工业的发展，对材料的要求越来越苛刻，因此对高纯氧化铝陶瓷尤其是更高纯度的高性能氧化铝陶瓷需求量大为增加。 本课题围绕制各A1203含量950wt的高纯氧化铝陶瓷进行研究，通过原科粉体预处理工艺、烧结助剂添加工艺、成型优化工艺，从而实现常压下低温烧结高纯高致密氧化铝陶瓷。本课题中获得的低温烧结试样具有较好的显微结构和较高的机械性能。在烧结助剂的研究中，本课题以MgO为基本考察助剂，Y203、La203、Nd20s、为复合添加助剂，通过相关的选择实验，研究了以上烧结助剂在14500C、1550。(2、16500C对203含I950wt的高纯氧化铝陶瓷的烧结体密度的作用规律。这一研究的结果，为高纯氧化铝陶瓷的制各提供重要参考数据。通过高纯超细氧化铝粉料的凝胶浇注成型工艺的研究，优化高纯超细氧化铝粉体的凝胶浇注成型参数，获得了高质量的凝胶浇注成型试样。课题类型：（1）A工程实践型；B理论研究型；C科研装置研制型；D计算机软件型；E综合应用型（2）X真实课题；Y模拟课题；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。2本课题的研究内容： 本实验模拟高铝陶瓷球的一般制备工艺，选用实验室制备好的已知成分的工业氧化铝为原料，加入适量添加剂经过成型煅烧最终得到氧化铝含量为95%高铝陶瓷球。氧化铝有较大的晶格能和较稳定的结构状态，质点迁移需要较高的活化能，所以难于进行烧结，固如何降低氧化铝陶瓷球烧结温度以节约成本是本课题研究的主要内容。涉及到原料粒度（球磨时间）、添加剂的种类及用量、成型压力制度、烧结温度及气氛等诸多因素。本课题研究的实施方案、进度安排为了研究这些因素对刚玉陶瓷球性能的影响，设计了如下实验：1 规模生产的Al2O3 陶瓷所采用的原料一般为工业氧化铝, 平均粒径为50 70m, 这种粉体由110m的原晶聚合而成, 但陶瓷生产配料前应将其粉碎到原晶粒度或更小，其粒径大小、粒度分布和纯度等对Al2O3 陶瓷性能至关重要，为研究原料粒度对刚玉陶瓷球性能的影响，本实验设计原料球磨时间分别为2h/4h/6h/8h，然后记录其粒径及电位作后续分析。2 添加剂的种类及配比对陶瓷球的烧结性能的影响尤为突出，为了确定不同添加剂降低烧结温度的效果，本实验尝试几种助烧剂：1 引入MgO/（SiO2-CaO）添加剂（形成Al2O3-SiO2-CaO-MgO多元低共熔物体系，产生液相）,且MgO与氧化铝形成镁铝尖晶石分布于氧化铝颗粒之间，抑制晶粒长大并促使气孔排出，使其充分致密。为进一步确定其最佳用量，设计MgO的质量百分比分别为0.3%，0.5%，0.7%。2 采用形成硼硅酸盐玻璃的添加剂来降低高铝瓷的烧结温度。引入1%H2BO3矿化剂, 促进了刚玉晶体的转化, 晶体形态变为粒状和棱柱体, 从而避免了隐晶质的聚集状态的颗粒形成。如a-Al2O3 95.5%97%,玻璃添加剂3%4.5%（SiO2 31%34%，MeCO3 46%52%,H3BO3 17%20%,碱土金属氧化物为MgCO3、CaCO3、BaCO3等）3 以TiO2作添加剂不仅能与氧化铝形成置换固溶体，置换后伴随正离子空位产生，加速烧结，且在高温下Ti4+可转变成半径较大的Ti3+加剧晶格畸变，降低烧结温度。4 加人La2O3,Y2O3, Sm2O3等稀土氧化物不仅可以降低Al2O3的烧结温度，显著改善烧结性能，还可以改善其显微结构，明显减小晶粒尺寸，抑制粗大晶粒的生长，同时也可以提高材料的硬度。3.为了确定陶瓷刚玉磨料最适宜的烧结温度，本实验在1350、1400、1450、1500的温度下对陶瓷刚玉球进行烧结，研究烧结温度对陶瓷刚玉球性能的影响。其他工艺参数：球磨时的料：球：水=1:2:1 出磨粉料在100下烘干等静压成型压力设为300MPa采用还原气氛，常压烧结，保温2h实验仪器： 球磨机（原料粉碎磨细）烘干箱（配料烘干） 等静压成型机（样品成型） 高温烧结炉（样品烧结）结果分析： 显微结构分析：利用扫描电子显微镜观测陶瓷球的表面磨损、断面形貌，用X射线衍射仪对瓷球烧结体进行XRD物相分析。 密度测定：用排水法测其密度=M0 水/(M1-M0)(M0 、M1分别为瓷球干燥时、浸在水中时的质量，g；和水求分别为瓷球和测试温度下水的体积密度，g/cm3) 瓷球吸水率的测定：实验将成品在水中浸泡10分钟称其质量变化来确定瓷球的烧结情况。其公式为：A=(M1-M0)/M0 100 M0 瓷球的净质量，g；M1 瓷球在水中浸泡10min后的质量,g；A 吸水率，%) 磨损率的测定：将所制的瓷球和对比参照样一起放入刚玉罐中，加入适量的水，调整球磨转速，磨损T小时后，取出瓷球烘干测试。磨损率的计算公式为：W=(M0 -M2)/(M0 T)100 (M0 瓷球研磨前的质量,g；M2 瓷球研磨后的质量，g；T 磨损时间，h；W 磨损率，%) 强度测定：利用陶瓷强度测试仪测瓷球的断裂强度。开题报告(2) 已查阅的主要参考文献【1】尹衍升，张德景氧化铝陶瓷及其复合材料IM北京：化学工业出版社，2001【2】Dorre E，ct a1Alumina：Processing，Properties and ApplicationsMSpinger-Verlag,New York,1984【3】曲远方功能陶瓷及应用MI北京：化学工业出版社，2003网陆佩文无机材料科学基础武汉：武汉工业大学出版社。1996【4】张孝文，薛万荣，杨兆雄固体材料结构基础【M】北京：中国建筑工业出版社。1980【5】WD金格黾等陶瓷材料概论嗍台湾：晓园出版社，1995【6】王英