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堇青石基复合材料具有很多优良的性能,特别是其具有极低的热膨胀系数、极高的电阻率、良好的抗热震性等优势,这使其在耐火材料、抗热冲击性材料和催化剂载体材料等领域得到了广泛的应用,但由于其存在容易脆裂的严重缺点限制了其进一步的应用。本课题以滑石、SiO2、Al2O3为原料制备堇青石,然后加入不同含量(1%12%)的Al2O3纤维为增强第二相,通过粉料分散、混匀、干压成型、普通高温烧结工艺,制备Al2O3f/堇青石基复合陶瓷,研究了纤维含量、制备工艺、组织结构等对复合材料的线收缩率、开口孔隙率、体积密度、抗弯强度等的影响规律;探讨了堇青石烧结机理以及Al2O3纤维增强堇青石陶瓷的机制。实验结果表明,堇青石陶瓷随烧结温度的升高,体积密度、抗弯强度逐渐提高,尤其当烧结温度超过1325℃以后显著提高。当温度达到1400℃时,两相指标达到最大(2.27g/cm3、4.75MPa)。各种烧结温度的Al2O3f/堇青石复合材料的体积密度、抗弯强度随Al2O3纤维含量的增加均呈现先提高后下降的变化趋势,当Al2O3纤维含量为5%时这两项指标达到最大(当温度达到1400℃时,两项指标分别为2.65g/cm3和8.63MPa,较基体提高了16.7%和81.6%)。且随烧结温度的升高,复合材料的这两项指标的曲线整体水平提高。随着烧结温度的不断提高,烧结过程中形成烧结颈,增加体积密度,反应形成新相,形成固溶体,增强堇青石陶瓷;Al2O3纤维与基体的良好复合,使得堇青石基复合材料在断裂过程中,由于纤维的脱黏、桥接、裂纹的偏转、纤维断裂、纤维拔出等消耗能量的机制使复合材料的强度提高。综上所述,本文研究了Al2O3纤维作为第二相增强堇青石陶瓷的强化机理,本研究结果为提高堇青石陶瓷的强度提供了创新性的思路与途径。