氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法技术

一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，基于激光悬浮区熔定向凝固设备制备氧化物陶瓷材料，利用激光悬浮区熔设备的加热能力、相对移动能力与液态金属淬火相结合，能够快速冷却熔体，在大凝固速率范围内获得纳米共晶/非晶。本发明专利技术基于激光悬浮区熔定向凝固方法的熔体落滴液态金属淬火法，在离开激光辐照的瞬间即坠入液态金属中淬火，能够到达超高的冷速，其冷却速率分布跨越至少4个数量级(10‑10

Preparation of alumina based three yuan nano eutectic / amorphous ceramics

【技术实现步骤摘要】
氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法
本专利技术涉及一种制备氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的制备方法。具体是一种利用激光悬浮区熔设备熔化具有不导电、高熔点和低热导率的稀土氧化物预制体，并利用表面张力效应控制样品尺寸进行液态金属淬火而得到氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的快速凝固制备技术。
技术介绍
氧化铝基共晶自生复合陶瓷具有优异的高温组织稳定性、化学稳定性、高温强度、抗蠕变特性以及耐腐蚀和抗氧化性，是有望在1650℃以上恶劣环境下长期工作的首选超高温结构材料。其中一些氧化物体系共晶自生复合陶瓷不仅具有优异的高温力学性能，而且具有特殊的功能特性，是作为集结构与功能特性于一体的理想材料。由于共晶材料的力学性能依赖于凝固组织尺度，而设备的凝固速率和温度梯度等参数则决定了材料凝固时的冷却速率和凝固组织尺度，为了设计性能优异、组织均匀分布的氧化物共晶生长复合陶瓷，研究者们一直于致力于在宽广凝固速率范围下得到凝固组织并分析其力学性能的变化并研究凝固参数对凝固组织的影响。然而氧化铝基共晶陶瓷的高熔点、不导电等性质也决定了其不能用常规熔化方式制备(如电磁悬浮区熔)。制备氧化物共晶陶瓷的方法主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，氧化铝基三元体系共晶成分粉末的制备；步骤2，预制体的制备；步骤3，预制体熔化；将得到的预制体固定在激光悬浮区熔装置中，并使该预制体上端固定，下端无约束；打开抽真空机构将真空室的真空度降至10

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，氧化铝基三元体系共晶成分粉末的制备；步骤2，预制体的制备；步骤3，预制体熔化；将得到的预制体固定在激光悬浮区熔装置中，并使该预制体上端固定，下端无约束；打开抽真空机构将真空室的真空度降至10-2Pa；将真空室充N2至常压；将激光光斑尺寸设定为4mm～6mm，启动激光器，将激光调至对齐于样品底端，将激光功率先设定为300W～400W，以50W/10s的速率将该激光功率升至350W～450W并保持5s；继续以50W/10s的速率将该激光功率升至400W～600W并保持该功率，使所述预制体熔化，得到Al2O3-Er2O3-ZrO2三元体系的陶瓷熔体；步骤4，氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的制备；打开激光悬浮区熔装置的抽拉机构，将抽拉速率设定为100μm/s～400μm/s；待所述Al2O3-Er2O3-ZrO2三元体系的陶瓷熔体的体积增大到表面张力小于重力时，得到的Al2O3-Er2O3-ZrO2三元体系的陶瓷熔体下落至位于激光悬浮区熔装置中的液态镓铟锡合金中淬火，得到氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷。2.如权利要求1所述一种凝固制备氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的方法，其特征在于，所述的氧化铝基三元体系是Al2O3-Er2O3-ZrO2三元体系、Al2O3-Y2O3-ZrO2三元体系、Al2O3-Gd2O3-ZrO2三元体系、Al2O3-Yb2O3-ZrO2三元体系、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏海军，任群，卢泽，张军，刘林，傅恒志，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61