氧化锆添加量对复合体基体的力学性能有显著影

氧化锆陶瓷不仅仅局限于其本身的优越性能，它除了能经过陶瓷精加工后制成各种陶瓷棒，陶瓷板以及各种陶瓷零件等，它还可以对复合体基体的力学性能产生影响，下面科众陶瓷厂带大家了解一下。

攻克陶瓷材料的脆性一直是利用现代技术研究陶瓷的热点。其中部分稳定ZrO2(Epartially stabled zirconia,PSZ)陶瓷是研究较多且最有成效的相变增韧陶瓷;另外,近年来发展起来的纳米陶瓷更为引人注目,其高韧性和低温超塑性变形能力已被实验所证实,成为攻克陶瓷材料脆性新的战略性途径。

ZrO2引入基体的含量与其对于材料力学性能的提高有何关系,是决定氧化相变增韧效果的关键问题ZrO2增韧陶瓷( zirconia toughened ceramics,ZTC)的显微结构类型有以下三类:部分稳定ZrO2类(PSZ)、四四方ZrO2多晶类(TZP)及弥散散ZrO2陶瓷类(DZC)。

氧化锆陶瓷异型件

钨粉体材料属于DZC处于氧化铝基质中的ZrO2晶粒,相变后体积膨胀的晶格切变会受到基质的弹性束缚作用,使四方相ZrO2可保留至室温或更低温度,当受東缚的四方晶周围有徽裂纹产生,或由于外部应力使東缚力解除,则会发生四方ZrO2晶向单斜相的转变,这也就是四方ZrO2应力诱导相变的过程。ZrO2的热膨胀系数比Al2O3基体大,材料从高温到低温的冷却过程中,ZrO2比Al2O的收缩量大,所以ZrO2含量越高,基体对每个ZrO2颗粒的约束力越小,导致ZrO2的冷却过程中容易转变成单斜晶相。

另外随着ZrO2含量的增加及晶粒尺寸增大,四方相的稳定性降低,也更容易向单斛相转变。当ZrO2中加入稳定剂Y2O3以后,将减小四方相与单斜相化学自由能差的绝对值,导致t→m相变难以进行。在各种材料中总有一部分四方相在应力作用下不能发生马氏体转变,这部分四方相称为稳定四方相或称不可相变的四方相(t)。

有文献报道,当ZrO2含量小于45‰时,断裂韧性(Krc)及抗弯强度均随ZrO2含量的增加而提高的趋势是一致的,且认为ZrO2的相对含量应大于15%,才会对基质性能有所影响,但另一方面,若ZrO2的相对含量过高(超过48%)时,则会因晶粒聚集而引起断裂韧性下降,实验值低于计算值。