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由于Al2O3陶瓷自身的脆性,受冲击载荷和热震时容易遭到破坏,因此,制备陶瓷基复合材料是陶瓷材料发展的必然趋势。在Al2O3陶瓷基体中引入延展性良好的第二相纳米金属颗粒是改善相体Al2O3陶瓷脆性的有效方法,然而传统的复相陶瓷的制备工艺已不能满足工程技术领域对其提出的更高要求。如何改进Al2O3粉体及其复合陶瓷的制备工艺,以改善材料的微观结构,提高其性能和可靠性,成为目前陶瓷研究领域的重点。本文将选用较为廉价的原料,利用添加籽晶的方法合成纳米Al2O3粉体,同时采用新颖的包裹和热压的方法制备Al2O3/Al和Al2O3/Cu复合陶瓷,并对材料的结构和性能进行研究。文中主要内容包括以下几个方面: 利用DSC/TG、XRD、SEM、TEM和XPS和对纳米Al粉和普通微米级Al粉在不同载气环境(空气、Ar或O2)下进行了热力分析,着重对两种Al粉在空气环境下,不同温度下的氧化特性进行了分析对比。结果表明,纳米Al粉表现出与微米Al粉不同的反应活性和氧化特性。 首次提出了以纳米Al粉为籽晶,Al(NO3)3·9H2O、氨水为原料,采用液相沉淀法合成纳米α-Al2O3粉体的新工艺。研究了起始原料溶液的浓度、氨水滴定速度以及溶液反应体系pH值、纳米Al粉的添加和煅烧温度对Al(OH)3溶胶质量以及Al2O3晶型转化温度的影响,并对如何提高体系的分散性进行了探讨。研究表明,反应体系pH值为8~9时可以获得团聚少、分散性好的Al(OH)3溶胶,添加5mol.%左右的纳米Al为籽晶可以起到籽晶的作用,使α-Al2O3的相转变温度降至1050℃以下。该方法具有简便、廉价、易于批量生产的特点。TEM分析表明,实验获得的纳米α-Al2O3粉体粒度分布窄,无明显团聚,近似球形,平均粒径小于50nm,BET比表面为91.20g/cm3。 以Al(NO3)3·9H2O、氨水和纳米Al粉为原料,经过非匀相沉淀和煅烧获得了了α-Al2O3包裹Al纳米复合粉体,利用多种分析手段对复合粉体的性能进行了表征。采用热压工艺(30Mpa)获得了Al2O3/(10~20mol.%)Al复合陶瓷,研究了Al的不同添加量和不同热压温度(1250~1550℃)对Al2O3/Al体系材料微观结构和性能的影响。结果表明,与单体Al2O3陶瓷相比,纳米Al的添加降低了瓷体的烧