[发明专利]一种应用闪烧技术烧结锆铝复相共晶陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于陶瓷制备技术领域，具体涉及一种应用闪烧技术烧结锆铝复相共晶陶瓷的制备方法。所述制备方法为：将Al₂O₃和YSE按比例混合均匀，加入乙醇，球磨干燥后得到前驱体粉体；向前驱体粉体中加入粘结剂，研磨均匀，干燥后压制成型，得到共晶陶瓷前驱体；采用闪烧技术烧结制备得到Al₂O₃‑YSE共晶陶瓷。本发明将闪烧烧结技术应用于Al₂O₃‑YSE共晶陶瓷的制备，制备所得Al₂O₃‑YSE共晶陶瓷具有棒状共晶形貌，具有较高的高温稳定性，更强的断裂韧性、抗弯强度；并且共晶形貌较为均匀，相比于其他的共晶陶瓷制备方法，本发明所述制备方法具有设备较为简单、制备过程可控性高、制备时间较短、较为节能等优点。

技术领域

本发明属于陶瓷制备技术领域，具体涉及一种应用闪烧技术烧结锆铝复相共晶陶瓷的制备方法。

背景技术

伴随着我国航空航天事业的不断发展与进步，对于材料在不同条件之下的使役性能要求不断提高，尤其是高温结构材料，正日渐成为制约航空航天飞行器件等精尖技术装备性能提升的瓶颈。现代科技装备之中，制造高推重比飞行器发动机的最大受制因素在于过高的涡轮前端进口温度，对于尖端飞行器件，其涡轮前端进口温度甚至可以高达1650℃。在如此高温的服役条件之下，传统金属材料及一般性复合材料已经很难再保持其相应的结构强度，如再综合考虑材料所服役的氧化性环境，则可以应用的材料体系更加稀缺。因此，开发新一代超高温、耐氧化结构材料成为了材料学研究者竞相考虑的热点问题。

共晶陶瓷，是指双相或多相陶瓷体系，经高温冷凝处理工艺而形成的具有共晶体结构形态的陶瓷材料，该材料体系之中，各相间耦合生长，相互交织呈镶嵌结构，且各相间界面结构纯净，无非晶态组织，加之该材料体系具有的高致密性，使该类材料在高温条件下的力学性能异常出众。目前常见的制备共晶陶瓷的方法有Bridgeman定向凝固法、激光快速融凝法、超重力熔铸等方法。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供及一种应用闪烧技术烧结锆铝复相共晶陶瓷的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种Al₂O₃-YSE共晶陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将Al₂O₃和YSE按比例混合均匀，加入乙醇，球磨干燥后得到前驱体粉体；

(2)向前驱体粉体中加入粘结剂，研磨均匀，干燥后压制成型，得到共晶陶瓷前驱体；

(3)采用闪烧技术烧结制备得到Al₂O₃-YSE共晶陶瓷。

上述方案中，所述闪烧技术烧结制备Al₂O₃-YSE共晶陶瓷为：

(a)将共晶陶瓷前驱体通过两根硅钼棒压实，串联到电路中；然后将共晶陶瓷前驱体及与之连接的硅钼棒置于闪烧炉中，从室温升至900～1200℃，开始升温的同时向共晶陶瓷前驱体施加恒定电场；当温度升到900～1200℃时，保持恒定温度直至出现闪烧现象，此时电流会迅速上升，控制电流的最大值，在该恒定电流下保温烧结一段时间，得到Al₂O₃-YSE共晶陶瓷；或

(b)将共晶陶瓷前驱体通过两根硅钼棒压实，串联到电路中；然后将共晶陶瓷前驱体及与之连接的硅钼棒置于闪烧炉中，从室温升至900～1200℃，当温度升到900～1200℃时，保持恒定温度直至共晶陶瓷前驱体与炉体温度一致，然后向共晶陶瓷前驱体施加恒定电场，直至出现闪烧现象，此时电流会迅速上升，控制电流的最大值，在该恒定电流下保温烧结一段时间，得到Al₂O₃-YSE共晶陶瓷。