ZTA陶瓷托槽材料的研究

采用高纯Al2O3（99．7％）粉末和3mol%Y2O3稳定的ZrO2粉末，用机械混合法制备ZTA复合材料，将制得粉体进行热压铸成型，制备陶瓷正畸托槽。研究了不同含量的ZrO2（3mol%Y2O3）、以及添加剂对ZTA陶瓷的显微结构和弯曲强度的影响。研究表明，添加适量的ZrO2能有效提高Al2O3陶瓷的抗弯强度，可以达到580MPa以上。加入的MgO形成了MgAl2O4相，抑止基体晶粒的长大，提高了致密度。     

ZrO_2增韧Al_2O_3陶瓷的力学性能和增韧机制

对通过热压烧结法制备的3种陶瓷99.5vol%Al2O3(AD995)、ZrO2(15vol%)/Al2O3和ZrO2(25vol%)/Al2O3的力学性能和增韧机制进行了实验和理论研究。基于复合材料细观力学理论并考虑ZrO2的相变特性,建立了描述ZrO2/Al2O3陶瓷力学性能的本构模型。结果表明:ZrO2的加入细化了基体Al2O3晶粒,ZrO2/Al2O3陶瓷的致密性得到提高;3种陶瓷试件的破坏呈现小变形到脆性破坏的特点,压缩加载下试件应力-应变曲线近似为线性关系;AD995陶瓷的断裂韧性为5.65 MPa·m1/2,ZrO2(25vol%)/Al2O3陶瓷的断裂韧性为8.42 MPa·m1/2,提高了近50%;随ZrO2增韧相含量的增加,ZrO2/Al2O3陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加,这一变化趋势与实验结果有良好的一致性。     

用包裹纳米复合粉体制备ZTA陶瓷

用非均匀成核法和液相共沉淀法相结合的方法制得ZrO2(3Y)包裹Al2O3纳米复合粉体,经干压成型,常压烧结制备ZTA复相陶瓷.通过XRD、TEM对粉料的物相组成和显微形貌进行表征,研究了包裹粉体中煅烧温度和ZrO2含量对烧结体的烧结性能和力学性能的影响.结果表明:随着前驱体粉料煅烧温度的升高,包裹后的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体比表面积降低,粒径变大;ZrO2含量为20wt.%的Al2O3-ZrO2(3Y)复合陶瓷粉体,经过1000℃锻烧后,干压成型制备的烧结样品的抗弯强度和断裂韧性分别高达454.9MPa和11.6MPa·m1/2,SEM观察结果表明烧结体结构致密.     

口腔托槽用ZTA陶瓷材料凝胶注模成型工艺的研究

为提高ZTA陶瓷在口腔临床应用中的性能,本实验以高分子聚合物作为粘结剂,羧甲基纤维素为骨架制备口腔托槽用ZTA陶瓷材料.通过探究粉体固含量、羧甲基纤维素(CMC)用量、丙烯酸(AA)用量、过硫酸铵(APS)用量四个因素对ZTA陶瓷材料的抗弯强度、断裂韧性的影响规律,制备最优工艺水平下的ZTA陶瓷并进行性能测试.结果表明:CMC加入量为0.85 g、APS加入量为0.8 g、AA加入量为7.5 mL、Al2 O3加入量为110 g、ZrO2加入量为33 g时,ZTA陶瓷材料的抗弯强度为222.3 MPa,断裂韧性为8.67 MPa·m1/2,相对致密度为0.977,抗剪切强度在6.06～6.93 MPa之间,满足临床需求.     

超重力下燃烧合成Al2O3-ZrO2(Y2O3)共晶陶瓷组织性能演化

采用超重力下燃烧合成工艺进行Al2O3-ZrO2 (4Y)共品陶瓷的制备,研究了Al2O3-ZrO2(4Y)共晶陶瓷的凝固行为、组织演化与力学性能的关系.XRD、SEM与EDS分析显示陶瓷基体组织是由表层的微纳米晶组织和心部的ZrO2四方相微米球品组织组成.陶瓷表层微纳米品组织的形成是因Al2O3高熵相率先形核和Al2O3各向异性生长,诱发Al2O3-ZrO2(4Y)小平面-小平面共晶生长所致;处于陶瓷心部的ZrO2四方相微米球晶组织则是因ZrO2高温立方相快速生长,导致Al2O3和ZrO2独立长大所致.力学性能测试结果表明因陶瓷凝固行为引起的显微组织演化,使其表层具有最大的维氏硬度(20.2GPa),而其心部则具有最高的断裂韧性(18.5±1.6MPa·m1/2),陶瓷弯曲强度达至1268±112MPa.     

超重力下燃烧合成大体积凝固态Al2O3/ZrO2（4Y）研究

通过在铝热剂中引入ZrO2(4Y)混合粉末,以超重力下燃烧合成方式,制备出Al2O3/ZrO2(4Y)自生复合陶瓷板材,并研究了复合陶瓷微观结构、生长机理与力学性能.XRD、SEM与EDS结果显示,Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷基体为亚微米t-ZrO2纤维成三角对称分布其上、取向各异的棒状共晶团,而Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷则以分布均匀的微米级t-ZrO2球晶为基体.Al2O3/32%ZrO2(4Y)复合陶瓷的强化归因于小尺寸共晶团边界及残余压应力增韧、相变增韧机制引发的高断裂韧性所致;同时,细小t-ZrO2球晶所具有的小尺寸缺陷及相变增韧与微裂纹增韧机制所引发的高断裂韧性也使Al2O3/37%ZrO2(4Y)复合陶瓷得以强化.     

ZrO2/Al2O3复相陶瓷的复合机理、制备、应用及展望

ZrO2/Al2O3复相陶瓷是高温结构陶瓷中最有前途的材料之一,由于其优越的性能和丰富的原料来源,已受到广泛的关注,成为陶瓷材料领域研究的一大热点.本文对氧化锆/氧化铝复相陶瓷的复合机理、最近几年粉体制备常用和最新工艺和ZTA陶瓷应用方面的研究进展进行了综述,并对ZTA复相材料今后的发展进行了展望.     

冷冻干燥合成ZrO2-(Al2O3,Fe203)及其微观组织的变化

通过冷冻干燥方法制备了ZrO2-Al2O3,ZrO2-Fe2O3二元及ZrO2-(Al2O3,Fe2O3)三元体系的前驱物粉末,研究了不同温度下的相变及微观组织结构,证明Fe2O3具有球化晶粒的作用,并获得了具有均匀细小显微组织的三元体系.     

添加剂对离心自蔓延高温合成陶瓷层组织结构与性能的影响

为了改善钢管内衬陶瓷层的韧性,在铝热剂中分别添加ZrO2,Al2O3,SiO2进行改性,采用离心自蔓延高温合成工艺制备了钢管内衬陶瓷层,研究了添加剂对陶瓷层形貌、结构和性能的影响.结果表明:加入ZrO2或Al2O3可以改变陶瓷层的组织结构,使Al2O3由树枝状晶变为等轴晶;加入SiO2可在Al2O3枝晶间隙形成网状Ca...     

纳米掺杂Al2O3/ZrO2等离子喷涂涂层组织结构研究

利用大气等离子喷涂技术,在N80钢基体上制备纳米掺杂Al2O3/ZrO2热障涂层。利用XRD、SEM等观察分析了纳米掺杂Al2O3/ZrO2粉末及等离子喷涂涂层组织形貌及结构,结果表明,Al2O3/ZrO2等离子喷涂粉末是由纳米包覆微米级粒子及少量的纳米团聚体球团粒子构成。纳米掺杂等离子喷涂Al2O3/ZrO2涂层的微观组织形貌复杂,存在着纳米柱状晶薄壳内包裹着微米级柱状晶、未熔化的ZrO2陶瓷粒子嵌镶在晶体内部的独特晶内结构。涂层主要由α-Al2O3及亚稳四方相t,-ZrO2相构成。