Введение 9
1. Литературный обзор 11
1.1 Структура и свойства керамики на основе
11
оксидов алюминия, циркония и кремния.
1.2 Структура и свойства керамики на основе
г 28
нитридов бора и алюминия.
1.3 Получение и применение современной
, 36
многофункциональной оксинитридной керамики
1.4 Основы активированного спекания
43
керамических материалов
2. Экспериментальная часть
2.1 Объекты и методы исследования
2.2 Результаты исследования
3. Финансовый менеджмент, ресурсосбережение и ресурсоэффективность
4. Социальная ответственность Заключение
Список использованных источников
Объектом исследования является керамика на основе оксида
алюминия, диоксида кремния, диоксида циркония, нитрида бора, нитрида
кремния .
Целью работы является исследование структуры и физикомеханических свойств керамики на основе оксида алюминия, диоксида
кремния, диоксида циркония, нитрида бора, нитрида кремния, полученной
прессованием и спеканием наноструктурных порошков.
В процессе исследования изучали технологические свойства
оксидных порошков, проводили их механическую активацию,
пластификацию, формовали и спекали керамические прессовки,
изготавливали микрошлифы спеченных образцов для наноиндентирования и
изучения микроструктуры.
Были определены плотность прессовок и спечённых образцов,
измерены модуль упругости и нанотвердость с использованием методики
наноиндентрования, исследована микроструктура спеченных образцов.
Основные конструктивные, технологические и эксплуатационные
характеристики:
Полученные в ходе исследования результаты предполагается
использовать в разработке технологических рекомендаций для производства
изделий из муллитокорундовой и корундовой керамики конструкционного и
функционального назначения.
Введение
В современной науке все большую и большую роль занимают
материалы из керамики. Потому что керамика обладает рядом свойств и
особенностей, благодаря которым ее можно использовать вместо
традиционных материалов. Она обладает рядом высоких показателей
физических, химических, электрофизических свойств. Керамика на основе
оксинитридов обладает высокими прочностными характеристиками,
возможна её эксплуатация при высоких температурах, устойчива к
агрессивным средам. Изделия из керамики могут подвергаться различным
видам обработки, в том числе механической. Керамику можно использовать
в напылении покрытий, вводить как добавки к другим материалам, что
расширяет спектр ее применения. Применение керамики зависит от свойств,
среди которых: высокая твердость и прочность, износостойкость,
диэлектрические свойства и проводимость, химическая стойкость.
Но у керамики, как и у любого другого материала есть недостатки.
Керамика очень хрупкий материал, что является препятствием к
формированию однородной бездефектной структуры и применению в
некоторых областях науки и техники. Поэтому ведется поиск всевозможных
решений, изменение методологии выбора исходных порошков, и нахождение
высокопроизводительных способов активации керамики, для достижения
высоких физико-механических свойств и устранения недостатков.
Наиболее эффективным способом активации является механическая
активация исходных порошков керамики в энергонапряженных планетарных
мельницах. Также существует другой путь активации порошков: введение в
керамические порошки различных добавок ( нанодисперсные порошки).
Естественно, что технический прогресс заставляет науку внедрять
такой перспективный материал, как керамика, и в ближайшем будущем,
недостатки будут устранены и найдены методы и технологические решения
для улучшения процесса активации керамических порошков.10
Целью работы является исследование структуры и физикомеханических свойств керамики на основе оксида алюминия, диоксида
кремния, диоксида циркония, нитрида бора, нитрида алюминия, полученной
прессованием и спеканием наноструктурных порошков.
В результате исследования процессов прессования керамических
порошков было установлено, что оптимальное давление прессования для
всех исследованных составов 400 МПа. Поэтому дальнейшее увеличение
давления прессования представляется нецелесообразным. Прессовки имели
правильную форму без осыпания кромок и расслойных трещин.
2. Результаты спекания в атмосфере воздуха показали, что образцы,
содержащие нитридную фазу, не спеклись. Это можно объяснить
окислением нитридов и образованием легкоплавких эвтектик. Наибольшую
плотность имел образец заэвтектического состава композиции 80%Al2O3 –
19%ZrO2 – 1%Y2O3 .
3. Композиция 50%Al2O3 – 50%AlN спекается только в инертной
атмосфере. Методом ИПС получен образец данного состава с относительной
плотностью 84,8%.
4. Результаты наноиндентирования показали, что наибольшими
значениями модуля нормальной упругости и нанотвердости обладает
композиция состава 50%Al2O3 – 50%AlN: EIT = 290663 МПа, HIT = 20269 Мпа.
Оксинитридную керамику данного состава можно рекомендовать, как
материал для изготовления высокопрочных керамических изделий,
эксплуатируемых в условиях высоких температур.
5. Результаты исследования показали, что нитрид бора при
взаимодействии с оксидом алюминия и оксидом кремния при высоких
температурах в атмосфере воздуха не может образовывать высокопрочную
керамику.
6. Композиции на основе оксидов циркония и алюминия,
стабилизированные оксидом иттрия спекаются в высокотемпературной печи
в воздушной атмосфере до высокой плотности и имеют достаточно высокие
механические характеристики.
