【摘 要】
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本文采用冷冻干燥法制备了Al2O3纤维增强多孔Al2O3陶瓷。通过探究烧结时间、纤维含量和纤维长度对多孔陶瓷收缩率、孔隙率、结构波长、纤维桥联数量以及压缩性能的影响,分析冷冻过程中纤维与固-液界面的交互作用规律,阐明了纤维桥联结构和纤维增强孔壁结构的形成机理。对多孔陶瓷的压缩力学性能和变形方式进行分析,探究了纤维桥联结构对多孔陶瓷力学性能的影响规律。主要结论如下:（1）随着纤维含量的增加,Al2O
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本文采用冷冻干燥法制备了Al2O3纤维增强多孔Al2O3陶瓷。通过探究烧结时间、纤维含量和纤维长度对多孔陶瓷收缩率、孔隙率、结构波长、纤维桥联数量以及压缩性能的影响,分析冷冻过程中纤维与固-液界面的交互作用规律,阐明了纤维桥联结构和纤维增强孔壁结构的形成机理。对多孔陶瓷的压缩力学性能和变形方式进行分析,探究了纤维桥联结构对多孔陶瓷力学性能的影响规律。主要结论如下:（1）随着纤维含量的增加,Al2O3纤维增强多孔Al2O3陶瓷体积收缩和高度收缩均有增加,孔隙率略有降低。孔结构尺寸呈现先降低后上升的趋势。纤维含量为10%时,纤维增强多孔Al2O3陶瓷的压缩强度最高为12MPa。随纤维平均长度增加,纤维在多孔Al2O3陶瓷中的存在形态由半桥联结构到纤维桥联结构,同时纤维桥联数量增多。（2）探究了冷冻过程中,纤维与固-液界面前沿的相互作用规律。由于纤维的各向异性,纤维在固-液界面前沿受到陶瓷浆料的吸引力Fη增大,纤维与固-液界面的夹角越小,吸引力Fη越大。纤维易于被固-液界面“吞噬”形成纤维桥联结构。（3）纤维增强多孔Al2O3陶瓷失效方式主要为孔壁的脆性断裂。纤维桥联结构可以有效地连接陶瓷壁,纤维增强孔壁结构具有诱导裂纹改变路径的作用。纯纤维多孔Al2O3陶瓷在压缩过程,纤维之间相互滑动、摩擦以及纤维节点断裂使样品发生局部变形,进一步使样品失效。
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