氧化锆陶瓷弥散增韧机理新工艺介绍

氧化锆陶瓷的增韧方法多种多样，在增韧之后其陶瓷加工性能会有所增加，其实氧化铝陶瓷的弥散增韧可以与氧化锆陶瓷的相变增韧结合，下面科众陶瓷厂给大家分析一下。

从增初机理来分析，ZrO2的相变增韧作用和Al2O的弥散增韧可以叠加。Al2O对裂纹的钉扎，弥补了微裂纹对强度的作用，因而使得复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧性的值逐渐出现在同一烧成温度。用氨水共沉淀法3明制备了粒径为15nm的Al2O／ZrO2粉末，主要由四方相相ZrO2和Al2O3组成。

经测试也得出相应的结论，并得出Al2O3的的搀人，有利于ZrO2陶瓷中四方相的保留，提高了ZrO2肉瓷的硬度与弹性模量，满足了制作轧辊轧制焊管的要求。从以上几组试验看出，当加入A2O适量时，一方面Al2O）有抑制制ZrO2颗粒生长的作用，同时ZrO2也有抑制制A2O）颗粒生长的作用用，因而晶粒细小且均匀p另一方面具有高弹性模量的Al2O颗粒（其弹性模量约为ZO2的2倍），使得ZrO相变增韧陶瓷的相变应力明显提高，也就使得实际贡献在裂纹部位作用加强。

氧化锆陶瓷针规

再者，由于Al2O的热膨胀系数约为8×10－·℃－1，小于ZrO热膨胀系数，所以当AIO）在ZrO2基体中分布时，Al2O）晶粒处于压应力状态，AlO与ZrO2在晶界处结合良好，具有良好的晶界强度，使裂纹不易在AlO与ZrO2晶界形成，因此，Al2O的加人使ZO2陶饶的晶界得到化，ZrO2相变能提高，从而使ZrO2陶瓷的抗弯强度、断裂韧性得到提高。

但当Al1O）含量较高时（超过50％），Al2O3已经不再是分散相，此嵁，能发生相变的ZrO2相对含量已经大大减少，因此，相变增韧的效果被削弱，使得ZrO2／AL2O3陶瓷的抗弯强度反而下降。近年来，ZrO2增韧切Al2O2陶瓷作为有前途的中低温温（＜800C）结构材料已称为材料领域为活跃的课题，现在有关ZrO2初化Al2O2陶瓷材料的研究都集中在加入未稳定、部分稳定或四方ZrO2多晶上日，利用用t→m相变来达到增韧目的。

如图4－3所示，压力较低时，断裂强度随ZrO2含量的增加而增加，与其密度的变化趋势相一致，这说明此时影响断裂强度的主要因素是材料的度。压力为25MPa且降温保压所制得材料的断裂强度存在一个大值，之后随ZrO2含量的增加反而降低，据此推断，此时对断裂强度产生损害的是Al2O3／cZrO2之间热膨胀差引起的拉应力及微裂纹。

ZrO2含量
 

由于制备工艺产生的残余压应力基本恒定，而ZrO2含量越多，晶粒尺寸越大，产生的拉应力越大，微裂纹也越多因而ZrO2含量足够高时，试样中存在的是残余拉应力，当拉应力超过其界面结合力时就产生微裂纹，从而降低了强度，因此表现为断裂韧性的峰值更高，出现在cZrO2体积分数更高的试样中。这说明cZrO2加入Al2O3基体中并非都是缺乏相变、粒子收缩而是断裂韧性单调下降。

这与 Lange所得随c－ZrO2粒子的添加Kc单调下降的结果大不相同。