等轴晶（粒）复相氧化锆陶瓷的形成机理及模型研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈岚 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2002 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 导师 | 梁焕珍 |
| 关键词 | 陶瓷 氧化错 复相 等轴晶 形成机理 成核 晶体长大 模型 |
| 学位专业 | 化学工艺 |
| 中文摘要 | 解决脆性材料的韧性问题是材料科技界多年的难题之一，通过改进材料组织结构来改善材料性能是一条有效途径。研究建立相关模型可对同类问题进行理论指导，并为材料的设计与剪裁提供依据。本文通过文献调研和在前人工作的基础上，选择Zr02一Fe203一A1203三元体系作为研究对象，经过实验、表征和计算获得相关数据，并在此基础上探讨了等轴晶复相氧化铅陶瓷的形成机理，由此推导建立相关模型。无定型前驱物是热力学不稳定体系（类似于高温熔体）。一定温度下，由于热涨．落，若干质点（原子，分子）随机地聚在一起形成晶核，这些晶核不稳定，随着热运动有一些消失（半径r小于临界核尺寸r_c），有一些稳定存在（r大于r_c）。随着体系温度降低，大于临界半径的晶核逐渐长大，直到在某个方向碰上其它的晶粒为止。足够数量的晶核在长大过程中相互抑制，并很快达到平衡，停止生长，得到细小、均匀、球形的等轴（各向同性）晶粒。这就是等轴晶复相氧化铅陶瓷形成机理的简化模型的归纳描述。推导出在成核阶段，晶核密度与体系及环境变量之间的关系如下式所示：ρ=4r~2_c.n~2.α.v.exp(4/3nr~2_cγxf+△E)/k/△T){(△T/2β_(up))+△τ在晶粒长大阶段，平均晶粒大小与体系及环境变量之间的关系如下式所示：r=(C_1+C_2.△T).1/β_(dn).△T~2在考虑了成核率与生长速率对晶粒大小影响的基础上，得出平均晶粒半径（r）与体系及环境变量之间的关系如下式所示：r=(D_1+K_2.△T).(exp((4/3πr~2_cγst/κ.△T))/(△T/2β_(up)+△τ)β_(dn)表明平均晶粒大小（△T）与过冷温度差(△T),烧结时间(△τ)),升温速率(β_(up))及冷却速率（β_(dn)等环境变量有关，同时也与体系的热力学性质等因素有关。该模型是在熔体一晶体生长模型的基础上推导得到的，与本研究体系中的实验 结果很好符合。因此，可认为是具有一定普遍性的模型。同时，还考察了体系组成及制备条件对等轴晶形成过程影响。结果表明，在ZrO_2 -A1_2O_3体系中加入Fe_2O_3能降低成核势垒（功）及晶化温度，可增加晶核数量，其中的A1_2O_3可抑制过度烧结，增加体系的耐火性。较高的烧结温度可促进晶核的形－成，同时一也可增加晶粒的粒径。较长的烧结时间可形成更多的晶核，且使扩散进行 得更充分，导致晶粒细化、均化。升温速率过快，则热震荡易引起传质效率的降低，’使后续的晶粒生长受到抑制。冷却速率快则晶粒生长的时间短，得到的晶粒粒度就细小。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-16 |
| 页码 | 108 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/1323]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈岚. 等轴晶（粒）复相氧化锆陶瓷的形成机理及模型研究[D]. 中国科学院过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2002. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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