贾晓娇
,
张军
,
苏海军
,
宋衎
,
刘林
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00419
采用激光悬浮区熔定向凝固方法制备了高致密度Al2O3/YAG/ZrO2共晶自生复合陶瓷材料,研究多元复相陶瓷在高温度梯度、不同生长条件下的凝固组织形态演化规律,定量表征凝固速率与氧化物陶瓷共晶间距的关系,在此基础上,考察其力学性能并分析凝固组织与断裂韧性的关系.研究结果表明:激光悬浮区熔Al2O3/YAG/ZrO2三元自生复合材料呈现与热流方向平行、定向性良好的非规则层片共晶形貌,共晶组织随凝固速率的增大而快速细化,凝固速率为200 μm/s时,最小层片间距达到0.46 μm.平均层片间距λav与凝固速率V之间符合关系:λavV0.5=12.4μm1.5·s-0.5,且明显小于同等凝固速率条件下Al2O3/YAG二元共晶的平均层片间距.Al2O3/YAG/ZrO2三元共晶平均硬度为(19.0±1.0)GPa,室温断裂韧性为(3.31±0.2) MPa·m1/2.与二元共晶相比,裂纹捕获、偏转以及共晶相热胀系数失配是三元共晶室温断裂韧性提高的主要原因.
关键词:
激光悬浮区熔
,
定向凝固
,
三元共晶
,
自生复合材料
,
凝固组织
,
断裂韧性
宋衎
,
张军
,
贾晓娇
,
苏海军
,
刘林
,
傅恒志
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00594
利用自行研制的激光悬浮区熔设备制备了Al2O3/YAG/ZrO2三元过共晶自生复合材料.在过共晶成分下获得了不含初牛相的全共晶层片状组织.详细分析了固/液界面形貌形成原因,井由界面形貌出发阐述了Al2O3/YAG/ZrO2三元过共晶组织织构化趋势.结果表明,低凝固速率下,三元过共晶成分下层片间距大于三元共晶成分下层片间距,而在高凝固速率下则相反,这主要是由于ZrO2的加入影响了体系的传热及传质条件,通过经典非规则共晶模型综合分析了传输条件对层片间距的影响.过共晶平均层片间距(λav)与凝固速率(V)满足λavV0.5=14.7 μm1.5·s-0.5,符合JH模型.对于激光加工中经常出现的带状组织形成机理也进行了讨论.
关键词:
Al2O3/YAG/ZrO2
,
过共晶
,
固/液界面
,
组织
