直流电作用下Al、Cu在多晶/单晶氧化锆上的润湿性及界面化学

发布时间：2025-07-26 14:02

　　氧化锆陶瓷由于具有良好的高温导电性、低的热导率、强度高、热稳定性好、耐磨性耐腐蚀性好等优点,被广泛应用于固体氧化物燃料电池、功能陶瓷、氧传感器、高温隔热材料等领域。在众多应用之中,往往需要将金属和陶瓷进行连接,在有液相参与时,金属与陶瓷的润湿性在连接过程中至关重要。因此,研究金属与陶瓷的润湿性及相应的界面结构对金属-陶瓷构件的性能具有非常重要的意义。鉴于此,本文充分利用氧化锆的高温离子导电性,采用先进的电流耦合座滴装置研究了Al、Cu在单晶ZrO₂-9 mol%Y₂O₃（FSZ）、多晶Zr O₂-8 mol%Y₂O₃（FSZ）和多晶ZrO₂-3 mol%Y₂O₃（PSZ）上的润湿性和界面化学,获得的主要结果如下:（1）施加微直流电可以显著促进Al在单晶FSZ上的润湿,润湿机制为施加直流电导致Al表面氧化膜的破坏,非计量比ZrO_2-x的生成和金属Zr的析出。（2）电流强度、...

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【部分图文】：

图1.1三相界面能杨氏平衡下的示意图

性表征液体在固体表面上铺展的趋势。液体在固体表面铺展的相所取代。润湿性主要通过接触角和铺展速度两个参数相之间的夹角，表征润湿的程度，其大小主要受固体表能的影响。铺展速度是接触角随时间的变化快慢，大小界面化学反应、毛细力、液体黏度等因素的影响。oung提出了著名的杨氏方程[24]....

图1.2反应体系中接触角随时间的变化曲线

吉林大学硕士学位论文]，液体金属刚开始接触基板如图1.3a所示，此时各，反应元素在固/液界面吸附，如图1.3b所示。界面附不断增加，当反应元素的的浓度达到或者超过临界.3c和d。反应产物不断增加，完全覆盖固/液界面(图(图1.3f)。

图1.3反应润湿中各阶段示意图

图1.2反应体系中接触角随时间的变化曲线[25]2Variationsincontactanglewithtimeinareactivesystem

图1.4纯ZrO2中添加Y2O3后的转化过程

究了ZrO2陶瓷的导电性，发现掺杂稳定剂的ZrO2陶瓷中氧空位数量远陶瓷中氧空位数量，认为掺杂稳定剂的ZrO2陶瓷是一种离子导体，其导氧空位缺陷结构。随后，人们对ZrO2的导电机理进行了深入研究，总：添加元素(Y3+、Mg3+和Ca2+)置换部分Zr4+时，由于添加元....

本文编号：4058574