非平衡结构的Al2O3基陶瓷制备新技术及结构形成机制研究

本课题主要研究一种在超重力辅助条件下的远离平衡态制备技术，以解决透明Al2O3陶瓷的制备工艺复杂和高成本问题为切入点，将超重力技术与非平衡凝固技术相结合，制备出透明非晶Al2O3基陶瓷或织构化Al2O3基陶瓷材料。通过设计铝热反应体系，利用超重力场对反应合成过程中传热、传质和熔体流动的促进作用，形成远离平衡态的液固相变条件；通过实验观察、计算模拟和动态组织截留，研究超快加热、冷却过程中陶瓷熔体非平衡液固相变过程，揭示超重力场与液固相变过程耦合方式对产物组织结构特征的影响规律；通过组分设计与制备工艺优化，控制液固相变过程，形成非晶或织构化结构，从而获得具有优异力学和光学性能的非平衡结构Al2O3基陶瓷材料。.通过课题研究，可丰富远离平衡态的材料制备技术的研究内容，拓展传统的结构陶瓷材料的应用领域。最终形成一种系统集成的全新制备技术，为块体陶瓷材料低成本制备开辟一条新途径。