成人无码www免费视频网站软件几种典型的氧化锆增韧陶瓷及用途

通常的氧化锆增韧陶瓷有：氧化锆 -Mg0，氧化锆 -氧化铝，氧化锆-Yz 03，氧化锆-Ca0。现在发展了氧化锆 -Ce02，Y2 03 -氧化锆-Hf02等。此外还有晶须（纤维）-氧化锆复合增韧陶瓷。其韧性如表2-1-10。

表(biao)2-1-10几种增韧陶瓷材料的KI c值

材料	Kic (MN . m-3/2)
ZrOl-Y203（假四方晶）	6～9
氧化(hua)锆-Ca0(析出强化(hua))	9. 6
氧化锆(gao)-Mg0(析出强化)	5. 7
氧(yang)化锆(gao)（部分稳(wen)定化一(yi)稳(wen)定相）	1. 1
氧化锆-A12 0a	9. 8
Sia N4	4. 8～5. 8
SiC	3. 4
B4C	6. 0
Alz Oa	4. 5
尖晶石单晶	1. 3

从上(shang)表看出，增(zeng)韧后的(de)陶瓷材(cai)料，比以往(wang)的(de)结构材(cai)料Sia N4、SiC等的(de)力学性能高得多。下面就主要的(de)几种增(zeng)韧陶瓷分述加(jia)下：

1.氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)

在用氧(yang)化(hua)锆增韧的陶瓷材料中，以氧(yang)化(hua)锆增韧氧(yang)化(hua)铝陶瓷的效果最佳。如图(tu)2-1-23所示。

关于氧化锆增韧机理，在前面已经论述，现就氧化锆增韧A12 03的工艺等方面进行讨论。

良好的工艺是获得氧化锆增韧增强A12 0u陶瓷显著效果的关键。当然随着现代科技的发展和进步，随着工艺方面的不断改进，其增韧效果也不断改善。在工艺上，首先是获得优质的粉末，当然粉末的制备可以有不同的方法。不管采用何种方法，其氧化锆的颗粒细度要小，要不大于Dn（室温临界相转变直径），而且颗粒度分布范围要窄。目的是为了使 ZTA陶瓷中同时获得应力诱导相变增韧和微裂纹增韧两种机制。

下面介(jie)绍几种获得(de)d -AIz Oj、氧化锆、Yz0。均(jun)匀超细粉(fen)末(mo)的工艺方(fang)法(fa)。

口-A12 03粉末的制备是NH4 HCO,与NH4 Al (S04)2.12HzO合成NH4 AI(OH)：CO。，然后经1260℃煅烧转化成口-Al20。其工艺流程如下：

氧化(hua)锆 (Yz 03)粉末是采(cai)用(yong)(yong)共沉(chen)淀法(fa)制备的(de)。将(jiang)Y2 03溶(rong)(rong)于盐酸(suan)后与ZrOC12 - 8H20的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)(rong)液混合，配成浓度为(wei)1．O% (mol)的(de)盐溶(rong)(rong)液，以喷雾方式加入温度恒定在(zai)(zai)40℃的(de)稀氨(an)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(pH=9)．并快(kuai)速搅拌以提高沉(chen)淀时(shi)成核速率，使沉(chen)淀时(shi)絮凝小，沉(chen)淀颗粒细(xi)。沉(chen)淀物(wu)经减压过(guo)滤，水(shui)(shui)(shui)(shui)洗去Cl一离子（可用(yong)(yong)AgN03检验），为(wei)减少(shao)组分流失，水(shui)(shui)(shui)(shui)洗时(shi)蒸(zheng)馏水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)加数(shu)滴氨(an)水(shui)(shui)(shui)(shui)，使其pH=9。再用(yong)(yong)无水(shui)(shui)(shui)(shui)乙醇(chun)冼几(ji)次（防止团(tuan)聚）。经烘(hong)干磨细(xi)后在(zai)(zai)840℃煅烧，即得(de)到(dao)氧化(hua)锆(YZ 03)粉末。

氧化(hua)锆 (Yz 03 )-A1203粉末的制备工艺有混合(he)法(fa)、共沉淀(dian)法(fa)和沉淀(dian)包裹(guo)法(fa)。其工艺流程

如下：
(1)混合法

(2)共沉淀法

(3)沉淀包裹法

实(shi)践表(biao)明，工艺方(fang)法不同，所得(de)粉末的性(xing)能、成型(xing)性(xing)能、烧结(jie)性(xing)能和韧(ren)化性(xing)能也是不同的。

上面三种工艺方法，其性能结(jie)果列于表2-1-11。裹2-1-11不(bu)同工艺流(liu)程制备(bei)的(de)粉(fen)末及其烧结(jie)体的(de)性质(zhi)

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┃工艺(yi) ┃ D ┃ 粉末 ┃比(bi)表面积 ┃生坯 ┃A12 03 ┃烧结 ┃体积 ┃线收缩 ┃ ┃保留(liu)￡Zr()：  ┃

┃ ┃ ┃ ┃ ┃密(mi)度 ┃   ┃密(mi)度 ┃ ┃ ┃分散性 ┃ ┃

┃流翟(zhai) ┃(pLm) ┃ 状态 ┃(m2／g) ┃ ┃晶型 ┃ ;┃分数 ┃ (%) ┃ ┃ 体积分敬 ┃

┃ ┃ ┃ ┃ ┃(g/ems) ┃   ┃(g/cm3) ┃ ┃ ┃ ┃ ; ┃

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┃ 1 ┃ ┃ 球状 ┃ ┃ 2. 86 ┃ a -A12 0a ┃ 5. 19 ┃ 较(jiao)高 ┃ 18.3 ┃ 差 ┃86. 2 Vu ( VoIJ ┃

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┃ 2 ┃ 0. 05 ┃多层片状(zhuang) ┃ 178 ┃ 1. 89 ┃ y-AIz 03 ┃ 5. 00 ┃ 较高  ┃ 30.2 ┃ 均匀 ┃ 95%(vui) ; ┃

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┃ 3 ┃ 0. 02 ┃ 球状 ┃ ┃ 2. 69 ┃ r-AIz 03 ┃ 5. 20 ┃ 较(jiao)高(gao) ;┃ 20.8 ┃ 均匀 ┃ 990/ (VoI) ┃

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为了进一步改善增韧效果，适当引入其他物质，形成固溶体，例如引入Mg0、Al。()。、【：c()及Hfoz等。当氧化锆中含有0.12%(mol) Mg0时，ZTA陶瓷的断裂韧性(KIc)有最大值。如图2-1-24所示。引入Alz Oa，可以抑制氧化锆晶粒长大。又如引入Hfoz，由于Hf07具有和氧化锆类似的结构和特性，而且由于它比氧化锆具有更高的M，（相转变温度）和A，（逆相变终止温度），同时还具有比氧化锆低的热膨胀系数和相变 t-氧化锆一m-氧化锆体积效应。因此Hf02有较高的耐高温性能和抗热震性。另一方面，由于Hf02高的姚温度, t-氧化锆向m-氧化锆的相变驱动力大，相变的临界颗粒尺寸也小，所以在冷却过程中，很难保存足够的t-氧化锆，这对相变增韧是有利的。但当Hf02-氧化锆固溶体中引入少量Y2 0a和采用特殊工艺手段，可以使Y2 0a -Hf02 -氧化锆固溶体获得较高的t-氧化锆，具有良好的增韧增强效果，同时可以改善ZTA陶瓷的高温性能。

在一定量的YZ 03的范围内，ZTA陶瓷的断裂韧性和抗弯强度是随Y20。的增加而提高的。如图2-1-25所示。这是由于Y2 03的加入能有效地抑制ZTA主晶相的晶粒长大，而且还限制了弥散相(氧化锆)颗粒生长率。

在制备原料时，关(guan)键(jian)是要氧(yang)化(hua)锆(gao)均匀分(fen)散，使氧(yang)化(hua)铝颗粒包裹氧(yang)化(hua)锆(gao)，从而相变时产生(sheng)良好的增韧效果。

在成型工序方面，可依不同要求选择成型方法。当然要获得良好的致密性，可采用热压法和等静压成型法。

烧(shao)(shao)结(jie)时，可(ke)采用相应的烧(shao)(shao)成(cheng)制(zhi)度，使(shi)ZTA陶瓷烧(shao)(shao)成(cheng)致密，并(bing)且使(shi)其结(jie)晶细(xi)化。

烧成(cheng)后(hou)的(de)制品，热处理条(tiao)件(jian)不(bu)同，其(qi)应力(li)应变(bian)状态足不(bu)同的(de)，对马氏体(ti)相(xiang)变(bian)温(wen)度(du)高(gao)低及在(zai)应力(li)诱导下可相(xiang)变(bian)￡-氧化(hua)锆析出量(liang)有不(bu)同的(de)影(ying)响(xiang)，因而影(ying)响(xiang)到材料的(de)强度(du)、断(duan)裂(lie)韧(ren)性(xing)和抗(kang)热震性(xing)。

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本文“几种典型的氧化锆增韧陶瓷及用途”由科众陶瓷编辑整理，修订时间：2020-10-27 16:18:50
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