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1、材料与化学工程学院毕业论文外文翻译题 目:Effect of ceramic powder fineness on mullite-zirconium ceramic properties译文题目： 陶瓷颗粒细度对氧化锆-莫来石 复合材料性能的影响2011年 6 月陶瓷颗粒细度对氧化锆-莫来石复合材料性能的影响森德梅尔 克穆勒 斯滕伯格里加工业大学 硅酸盐材料研究所摘要：本实验在高温下制备了加入伊利石粘土的氧化锆莫来石陶瓷，并通过改变颗粒的粉磨时间，制得一系列样品。试验结果表明，增加颗粒的活性和颗粒的粉磨时间，在1200时烧结会推动莫来石相的形成，并转化为氧化锆，特别是在温度上升的时候。快速冷
2、却也会保留氧化锆在高温时的性能。简介：氧化锆-莫来石陶瓷是广泛用于高温生产工艺的材料之一。氧化锆-莫来石陶瓷的特点是高强度，包括在高温和低温时。这些特性决定了它在高温生产过程中的进一步广泛应用。 制备氧化锆-莫来石陶瓷从混合开始，组成包括氧化铝，硅胶，氧化锆和加入7.75-8.75%质量伊利石粘土的氧化钇,再进行进烧结，形成在较低温度下的莫来石相。另一方面，最重要的是初始粉末的研磨的程度。已经有实验确定陶瓷粉末的研磨导致粒子晶格的破坏，并导致非晶化的结果。这里较高的烧结温度会影响陶瓷材料的相应密度，弯曲和压缩时的强度。然而，快速研磨的一个明显的影响是加强烧结粗颗粒之间的相互团聚。有研究表明，在
3、研磨过程中由于散热导致了颗粒积聚。因此，研磨时间应根据每一个具体案例严格控制。在本文的作者文章中，原料粉末研磨时间为5 -6小时。粉磨能够促进陶瓷材料中莫来石和氧化锆由粉末开始结晶的过程。经过短期内（4 -6小时）研磨，在 1180至1280时可以观察到莫来石正快速形成;而莫来石的形成了将会在下一个350内发生。已经有试验确定，随着颗粒为0.5米的起始粉末粒径在极限强度内的增加，压缩弹性模量也在增加，甚至与平均含量为30左右相比，具有比标本含有更多的粒径超过5米，有数据指出，莫来石晶体颗粒的形式，大小为50 - 70纳米，有时为80 - 95纳米。这项实验的目的包括确定陶瓷粉末细度的影响，此外
4、，包括加入伊利石粘土后形成和发展的高温晶相（莫来石，氧化锆），以及莫来石，氧化锆陶瓷的机械性能。研究方法：制备合成材料的混合物包括在在550 C煅烧的Al（OH）3的，无定形二氧化硅，ZrO2mon。一部分用于矿物原料，一部分开始作为一个附加组件粉，伊利石粘土成分列于表1。图.1 由谢里尔方程计算的晶体颗粒大小示意图。伊利石粘土的化学和矿物成分如下：初始粉末用实验室的行星粉磨机用铁矿砂刚玉球混合第4,10,14个小时。粉末微粒表面的大小的显微镜扫描电镜来测定，平均颗粒分布用用光谱仪进行了评价采用了氯化钾溶液（氯化钾40毫克+水100毫升）作为稀释液，表面活性剂作为洗涤物质，用X-射线衍射仪确定
5、结晶颗粒尺寸，晶体颗粒的大小是由谢里尔方程来确定：D=K/BCOS其中K是Bolzmann常数，是X -射线 光束的波长，纳米（= 0.15418牛顿米）。 B的值是由RAD数据通信公司， 计算出的X射线束反射差角。计算所需的形象的衍射原理图如图所示：陶瓷材料试样被制备成直径30毫米和3毫米厚磁盘的样式，直径35毫米和45毫米的高度的管状形式，用棒长55毫米和3毫米厚的轴压实（压力120兆帕）。射击在100中进行， 之后在1200-1500C的范围内进行，（德国纳博马弗炉热，6/ min的升温速率,浸泡在水中的时间为30分钟）。最后对其表观密度和体积进行相关测定。用X-射线相和扫描电子显微镜来
6、测定晶相的尺寸，并进行数据分析。抗热震性测定用陶瓷棒在1400C的发射进行研究后每200 C的范围测下，在500- 1000C再测一下它的抗热震性烧成后对弯曲弹性模量和极限强度进行评估。弹性模量是在O型超声仪（巴兹国际公司，美国）根据道达尔的陶瓷标本测量冲击波原则进行确定，在齐上方放置两个平行的垂直安装，覆盖着一层薄薄的金属聚合物。在的小聚合物一端，其中有一个钢珠直径4毫米，傅立叶分析方法进行分析并做记录。弹性模量E由下式计算：使用TG0995仪器技术公司测定它的强度，并最终根据兹维克/角色模型测定了它的弯曲强度。 结果与讨论球磨4小时和14小时的陶瓷粉末微型照片如图2 所示，4小时后研磨粉变
7、得稠密，压缩无定形颗粒的形状为圆形，大小约为约3至7 纳米，并以团聚的方式组成。同一时间内加入伊利石粘土，变成陶瓷粉的结构，球磨24小时后团聚的非晶体颗粒越细。据数据显示，ZrO2mon，Y2O3和二氧化硅结晶石英粉平均粒径在（伊利石粘土引入后4，10和24小时在一定限度内增加55 - 100纳米（图3 ）。并且可以看出，粘土增加会影响晶体的分散性。尤其是有24小时球磨后研磨粉体和氧化钇明显减少，斜锆石晶体的减少在石英和氧化锆晶体中的成分也在规模急剧减少，达到55 59纳米（见图3）另一方面，从确定粒子的大小，结果在球磨后用相关光谱仪可以得出的最大数量的粒子的大小是200的大致范围内看到 -
8、520纳米（图4）。莫来石形成阶段，在不同温度下的四方和单斜氧化锆烧结样本，显示如图5。这可以看出，莫来石的形成始于1200，在高达1600时它的状态比较活跃，虽然第一阶段的莫来石在1100左右形成，由于在高达1250活性和原粉颗粒中二氧化硅（方石英和石英）晶相存在，在较高温度（1330和1400 C）时发生新的反应，并进一步促进莫来石和刚玉形成。 应当指出，在整个温度范围内ZrO2mon的衍射最大，在ZrO2tetr时由于氧化钇和氧化锆的引入，也达到了最大值，陶瓷的组织标本图, 6a所示，表现为密密麻麻的结晶形态，主要是莫来石呈柱状，没有加黏土的莫来石标本如（图6B）所示，其外形更清楚地观察
9、到。从图上的数据可以得到，收缩的样本组成会随研磨时间的影响有所变化，即随起始粉末细度的增加，标本收缩增加15至25，在每个温度为起始粉末增加。这样收缩与显着性差异在增加的原因可能是由于液相有所“收缩“颗粒随后由一固相烧结机制。一个带有增加收缩烧结温度1500造成的液相还原相的粘度，从而加速离子扩散，导致试样在冷却收缩。通过分析表观密度和最终压缩强度的变化（图8）可以注意到一个重要的结果，除了伊利石粘土，在经过为期10和24小时的球磨后，这是以更积极的扩散和粒子反应为液相，促进其形成。所以伊利石粘土的添加是样品制备的重要组成。在一般时间，伊利石粘土没有陶瓷中的样本，因为在这种情况下，烧结是由起始
10、粉末颗粒起主要活动。在温度升高范围热冲击过程中，弹性模量E也在增加（图9）。这种E值明显的差异主要与氧化锆变化相关，并在所有与改善的可能性柱状晶体生长和莫来石形成。对于粘土的E值也在增加，颗粒更均匀，特别是与更清晰的温度下降。样本的变化与粘土的均匀性相关（图10）。且比之前的趋势走向更加明显， 在粉末的研磨后24小时，其均匀性并在增加，这也解释了氧化锆晶型的转变。结论：结果表明，初始粉末颗粒的大小取决于研磨持续时间。使用不同的方法，粉体颗粒大小也不同，粉末颗粒团聚中也会有不同的结果。很明显，颗粒大小的晶体是50- 100纳米，而对于与无定形颗粒总量是200- 500纳米。而颗粒活性的增加，也会
11、促进颗粒大小的形成。莫来石从1200起，也就是过渡阶段，会形成四方形体氧化锆。实验表明，随着温度的增加以及粉磨时间的增加，样本具有较高的收缩率（15 - 25）。 表观密度和压缩强度是由起始反应时间决定，其中伊利石粘土的存在也对两个性能产生一定的影响。经过24小时的粉末研磨后，没有伊利石粘土，表观密度和压缩强度达到2.55千克立方公分和80兆帕，添加了伊利石粘土后，分别达到了2.95千克立方公分，分别为15兆帕。样品的弹性模量和强度随着温度差的增加有着弯曲的变化,经过长期的粉磨（10和24小时），它们有明显的增加趋势，尤其是没有加入伊利石粘土后。陶瓷样本的结构随着气温的急剧下降将迅速“冻结”，并且促进四方氧化锆的形成。
