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氧化锆陶瓷的增韧方法有哪些

作者:点击:11538 发布时间:2022-05-03

  氧化锆陶瓷在陶瓷工业中具有独特的物理和化学性质,如高硬度、低导热性、高熔点、耐高温和腐蚀、化学惰性和两性性性质,在电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷中的应用发展迅速。

  作为一种特殊的陶瓷材料,它在电子、航天、航空和核工业等高科技领域具有广阔的应用前景。然而,氧化锆陶瓷材料的致命缺点是脆性、低可靠性和低重复性,严重影响了其应用范围。只有提高氧化锆陶瓷的断裂韧性,实现材料的强韧性,提高其可靠性和使用寿命,氧化锆陶瓷才能真正成为一种应用广泛的新材料。因此,氧化锆陶瓷韧性技术一直是陶瓷研究的热点。

  目前陶瓷的增韧方法主要有:相变增韧、颗粒增韧、纤维增韧、自增韧、弥散韧化、协同增韧、纳米增韧等。

  1.相变增韧。

  相变增韧是指亚稳定四方相T-Zro2在裂纹应力场的作用下发生相变,形成单斜相,产生体积膨胀,从而对裂纹形成压应力,阻碍裂纹扩展,起到增韧的作用。此外,外部条件(如激光冲击、疲劳断裂韧性、低温、颗粒尺寸和含量、临界变化能量等)对氧化锆陶瓷相变增韧有很大影响。如果相变产生较大的应力和体积变化,产品很容易断裂。因此,在生产过程中,应避免外部因素对氧化锆陶瓷相变增韧的影响。

  2.颗粒增韧。

  颗粒增韧是指将颗粒作为增韧剂添加到Zro2陶瓷粉中。虽然效果不如晶须和纤维,但如果颗粒类型、粒径、含量和基材选择得当,仍有一定的强韧效果。