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Al_(2)O_(3)-GdAlO_(3)-ZrO_(2)共晶陶瓷的闪烧制备
1
作者 李汶金 孙福 +2 位作者 娄程广 张帅 苏兴华 《材料工程》 北大核心 2025年第5期189-196,共8页
Al_(2)O_(3)基共晶陶瓷具有卓越的高温力学性能,在极端环境领域具有较大的应用前景,探索能耗低且工艺简单的制备方法对其工业化应用具有重要意义。采用闪烧技术成功制备Al_(2)O_(3)-GdAlO_(3)-ZrO_(2)共晶陶瓷,研究电场强度、限制电流... Al_(2)O_(3)基共晶陶瓷具有卓越的高温力学性能,在极端环境领域具有较大的应用前景,探索能耗低且工艺简单的制备方法对其工业化应用具有重要意义。采用闪烧技术成功制备Al_(2)O_(3)-GdAlO_(3)-ZrO_(2)共晶陶瓷,研究电场强度、限制电流和闪烧时间对闪烧行为、物相和共晶组织形貌的影响。结果表明:随着电场强度的增加,闪烧温度降低。在600,700,800,900 V/cm的电场强度下,Al_(2)O_(3)-Gd_(2)O_(3)-ZrO_(2)混合粉体的闪烧温度分别为994,958,943,911℃。在900 V/cm的电场强度、911℃闪烧温度下,获得Al_(2)O_(3)-GdAlO_(3)-ZrO_(2)共晶陶瓷。随着限制电流和闪烧时间的增加,不规则的共晶结构向规则共晶结构转变,且组织细化。电场强度对共晶组织形貌没有明显影响。焦耳热效应对共晶组织的形成起着重要作用,但仅靠焦耳热效应难以完全解释闪烧过程中共晶组织的形成。 展开更多
关键词 共晶陶瓷 闪烧 显微组织 电场强度 限制电流
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金属Cu和5YSZ陶瓷的“闪连”研究
2
作者 李汶金 娄程广 +1 位作者 张帅 苏兴华 《无机材料学报》 北大核心 2025年第9期957-963,共7页
陶瓷与金属的连接能满足工程领域对高性能结构部件的需求。然而,金属和陶瓷热膨胀系数的显著差异,以及金属对陶瓷表面的润湿性较差,使得陶瓷与金属的连接面临诸多挑战。本研究采用“闪连”技术,在电场/电流的辅助作用下和相对低的温度... 陶瓷与金属的连接能满足工程领域对高性能结构部件的需求。然而,金属和陶瓷热膨胀系数的显著差异,以及金属对陶瓷表面的润湿性较差,使得陶瓷与金属的连接面临诸多挑战。本研究采用“闪连”技术,在电场/电流的辅助作用下和相对低的温度下实现了金属Cu和5YSZ(5%氧化钇稳定氧化锆,摩尔分数)陶瓷的快速连接。研究了电场强度、电流密度和连接时间对金属Cu和5YSZ“闪连”行为和连接程度的影响,分析讨论了金属Cu和5YSZ的“闪连”机理。结果表明,在温度为753℃、电流密度为10 A/cm^(2)、连接时间为3 min的条件下,金属Cu和5YSZ的连接界面最致密。进一步提高温度、增大电流或延长“闪连”时间,连接接头开始恶化,甚至发生断裂。当“闪连”发生时,样品中会发生电化学反应,并产生氧空位缺陷。物相分析和微观结构分析表明,在电化学反应作用下,原子扩散促进了Cu和5YSZ的连接,其中Cu原子扩散进入5YSZ晶格中,被还原的Zr原子扩散进入Cu晶格中。此外,电场方向对Cu和5YSZ的连接有极大影响。当电场方向从5YSZ到Cu时,可实现良好连接;当电场方向从Cu到5YSZ时,二者无法实现连接。 展开更多
关键词 连接 电场 低温 电化学反应 氧空位
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