一种韧性改善的A2O3/YSZ支撑体制备与腐蚀性分析

为提高陶瓷膜支撑体的使用寿命,采用湿料混合法,通过添加适量的YSZ细粉来制备具有高强度、高韧性的氧化铝支撑体,并结合支撑体耐腐蚀性能,得到合适的工艺配比.结果表明:当YSZ加入量为4 wt%时,支撑体综合性能最优,其断裂韧性为2.5 MPa·m1/2,抗折强度为92 MPa,80℃条件下,被1 mol/1的HNO3溶液和NaOH溶液腐蚀后,质量损失率和目前商品支撑体的质量损失率相当,由于支撑体内部韧性应力机制的存在而使支撑体被腐蚀初期强度下降幅度很大,腐蚀1 d后抗折强度值稳定在30 MPa左右,满足工业生产的要求.     

热处理温度对金属Al增韧氧化铝多孔陶瓷支撑体断裂韧性的影响

采用干压成型法,通过添加适量的金属Al粉来增韧Al2O3多孔支撑体,详细考察了热处理温度对多孔Al2O3/Al支撑体力学性能的影响,并借助于扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的微观结构. 研究结果表明:当热处理温度较低时,支撑体内部大量未氧化的铝相是支撑体断裂韧性提高的主要的原因;当热处理温度较高时,铝氧化产生体积膨胀,膨胀裂纹对支撑体断裂韧性的提高贡献很大.     

YSZ含量对多孔氧化铝支撑体断裂韧性的影响

针对陶瓷膜支撑体材料的脆性问题,研究添加适量氧化锆粉体来改善多孔氧化铝陶瓷支撑体的断裂韧性。采用干压成型法,分别在1400°C、1450°C、1500°C、1550°C、1600°C烧后得到相应的支撑体,考察各支撑体的断裂韧性,以及各支撑体的孔隙率和抗折强度随氧化锆添加量的变化规律,采用XRD(X-raydiffraction)物相分析手段对氧化锆增韧多孔氧化铝陶瓷的增韧机理进行了探讨。研究结果表明:1600°C热处理后,当YSZ含量为6wt%时,支撑体的抗折强度和断裂韧性值最大,分别为137MPa和2.5MPa.m1/2,其中,t-ZrO2转变为m-ZrO2是支撑体断裂韧性提高的根本原因。