氧化锆陶瓷基复合材料特殊增韧工艺

氧化锆陶瓷的脆性问题近些年来一些研究人员一直致力于去解决这个问题，从而出现了各种陶瓷基复合材料额度增韧方法，下面科众陶瓷厂将介绍两种方法，协同增韧与颗粒增韧。

协同增韧复合协同增初是两种或两种以上增初补强剂共存，而产生协同增初的机制，其效果远大于它们单独作用的总和。周洋等人研究了部分稳定ZrO2增韧Al2O3（ZTA）、ZTA－SiC和ZTA－SiC复合材料。认为在三种增韧补强的方式中，相变晶须复合增初效果好，相变颗粒复合增韧的作用次之，纯相变增韧的作用小。

氧化锆陶瓷环

在这些方法中， California University的 Zuhair A Munius等人进行的TiC／Al2O）复合材料的制备研究取得了一定的成果。通过采取无压烧结和热加工方法，可以得到高耐磨性、高强度、高断裂韧性和好的电导性。主要用途是切削工具，占据了陶瓷切削工具的主流，而陶瓷切削工具又约占整个切削工具的5％。

颗粒增韧用颗粒作为增韧剂，制作颗粒增增韧陶瓷基复合材料，其原料的均匀分散及烧结致密化都比短纤维及晶须复合材料简便易行。因此，尽管颗粒的增韧效果不如晶须与纤维，但如颗粒种类、粒径、含量及基体材料选择得当，仍有一定的韧化效果，同时会带来高温强度、高温变性能的改善。

所以，颗粒增韧陶瓷基复合材料同样受到重视，并开展了有效的研究工作。颗粒增韧陶瓷基复合材料的韧化机理主要有细化基体晶粒、裂裂纹转向与分又等近年来，纳米颗粒增韧陶瓷基复合材料，已成为研究热点。1987年，德国的 Karch等人报道了所研制的纳米陶瓷具有高韧性和低温超塑性行为。

耐高温陶瓷零件隔热件
 

日本大阪大学新原皓一等人在微米级的Al2O2基体中引人纳米SiC分散相，使材料的机械性能得到很大的提高其强度比单组分All2O3陶瓷提高近300％，断断裂韧性也提高40％除此之外，纳纳米复合也能对材料的硬度、弹性模量、热膨胀系数热导率、抗热震性等产生影响。

在Al2O3陶瓷的颗粒增韧工艺中，金属强化法即添加某些金属（例如Ni，Al，Cr，Ag等）颗粒可获得较明显效果。重庆大学周正等在制备Al／Al2O3复合材料的新方法中指出，Al／Al2O3复合材料具有密度小、耐高温、耐磨损及抗热震性等特点。他们分别通过烧结、熔熔体浸渗、铝合金高温氧化三种工艺观察，研究了制成的AI／Al2O3复合材料的组织形貌与性能，得到了较好的效果。

金属增韧的A2O2复合陶瓷韧性的提高主要归功于金属颗粒的塑性变形。但是，由于金属的熔点一般较低，且与Al2O）陶瓷的润湿性差，金属颗粒的添加又会降低烧结体的密度和高温力学性能，因此可添加的金属的量会受到限制；另外，由于金属的抗氧化性和抗腐蚀性较差，Al2O3陶瓷的化学稳定性会因金属的添加而降低。