氧化铝陶瓷增韧技术研究

增强韧性成为Al2O3等结构陶瓷材料研究领域的摘要氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了该项材料的推广及应用。核心与热点问题。详细探讨了近年来氧化铝陶瓷材料增韧技术的研究现状。     

SiC陶瓷增韧的研究进展

碳化硅陶瓷以其优异的性能被广泛利用于各种领域，但其脆性限制了其性能的发挥，因此其增韧技术得到广泛研究并取得良好效果。综合评述了碳化硅陶瓷增韧机理和增韧方法的研究进展，包括晶须或纤维增韧、颗粒弥散增韧、表面改性技术增韧、自增韧、层状结构复合增韧的增韧机理和方法进。     

晶须和相变复合增韧陶瓷的复合增韧模型

建立了晶须和相变复合增韧陶瓷的复合增韧模型,其中晶须增韧考虑了裂纹桥联和裂纹偏转两种机理;相变增韧在考虑体膨胀作用的基础上,用切应变影响因子来考虑切应变增韧效应．计算结果表明,相变增韧、桥联增韧和裂纹偏转增韧存在相干性,相变增韧降低晶须增韧效果,而晶须增韧促进相变增韧效果,SiC_w／ZrO₂（2mol％Y₂O₃）／Al₂O₃断裂韧性的计算结果与实验结果吻合．     

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。     

晶须增韧陶瓷复合材料的界面行为研究

综述了晶须增韧陶瓷复合材料的界面物理相容性、界面化学相容性以及界面设计研究的主要内容和研究进展，讨论了今后界在研究的方向。     

晶须增韧陶瓷基复合材料的进展

综述了陶瓷材料的增韧补强机理,讨论了晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展,并提出了今后尚需进一步深入研究的课题。     

SiC陶瓷的冲蚀磨损耐磨性

研究了无压（ＰＬ），热压（ＨＰ）、热等静压（ＨＩＰ）烧结ＳｉＣ陶瓷的室温冲蚀磨损行为。热等静压ＳｉＣ陶瓷具有良好的综合力学性能和细致的组织结构，其冲蚀磨损耐磨性比无压的热压烧结ＳｉＣ陶瓷要好。     

B4C陶瓷的协同增韧

采用热压工艺制备的Ｂ４Ｃ－３５ｖｏｌ％ＴｉＢ２复相陶瓷的断裂韧性值从单体Ｂ４Ｃ的３．６ＭＰａ－ｍ＾１／２以６．５ＭＰａ．ｍ＾１／２， 游离碳后的韧性进一步提高，达７．６ＭＰａ．ｍ＾１／２，显微结构观察表明，材料韧性的改善是因第二相颗粒的ＴｉＢ２和基体Ｂ４Ｃ之间的热膨胀系数不匹配而产生的残余应力导致的偏转和游离碳的 产生的微开明纹协同增韧的结果，游离碳的存在削弱了界面的结合强度，在很强的残余应力的和     

颗粒增韧陶瓷的研究进展

综述了几种主要的颗粒增韧陶瓷的增韧机理，并从晶界应力设计、纳米颗粒增韧、金属及金属间化合作增韧陶瓷等几方面对颗粒增韧陶瓷的最新进展进行了评述。     

氧化锆层状复合陶瓷表面压应力与相变增韧的关系

利用维氏硬度仪和X射线应力分析仪、X射线衍射仪等手段分别对单层和层状氧化锆陶瓷进行了力学性能测试和分析,研究结果表明,在ZrO2层状复合陶瓷中,压痕裂纹的形成除了因塑性区体积变化产生的残余应力外,还与相变应力和表面压应力有关,表面压应力对表面裂纹具有较大的抑制作用.层状陶瓷断裂韧性提高,主要是通过表面压应力对压痕裂纹区应力强度因子的贡献、提高断裂相变量,强化相变增韧效果、细化晶粒等几个方面来实现的.     

强界面结合层状陶瓷研究现状及增韧机制

重点介绍了强界面结合层状陶瓷的研究体系和现状,对残余压（拉）应力增韧增强层陶瓷的机理作了进一步分析和说明,在此基础上总结出两个层状材料的残余应力模型公式 ,为进一步的强界面结合层状陶瓷的设计提供理论依据,强界面结合层状陶瓷的研究为结构陶瓷的工程应用开辟新的途径并提供高的可靠性。     

陶瓷颗粒增强镍合金复合涂层冲蚀磨损的试验研究

以WC,ZrO₂,Cr₂O₃和Al₂O₃陶瓷颗粒为增强相,镍合金粉末为基体,运用等离子喷涂技术制备四种陶瓷/镍合金复合涂层。采用冲蚀磨损试验机和正交试验方法,进行陶瓷颗粒相浓度、磨粒粒度、冲蚀角和速度对陶瓷颗粒/镍合金复合涂层抗冲蚀磨损性能影响的试验研究。采用表面形状测量仪对陶瓷颗粒/镍合金复合涂层磨损表面形貌进行测量和分析。试验结果得到WC,ZrO₂,Cr₂O₃和Al₂O₃四种陶瓷颗粒/镍合金复合涂层冲蚀磨损率的经验关联式。     

晶须增韧陶瓷复合材料

综述了晶须增韧陶瓷复合材料的制备方法和分类;讨论了影响增韧效果的各种因素及对陶瓷材料力学性能、抗热震性和耐磨性等方面的影响;并将近年来有关晶须增韧陶瓷基复合材料机理方面的研究进展,晶须在陶瓷材料中的应用及今后的发展趋势等作以介绍.     

层状复合陶瓷增韧机理的数值模拟

基于多层梁模型，在考虑材料非均匀性的基础上，采用有限元数值模拟的方法研究了层状复合陶瓷的断裂行为．给出了复合陶瓷模型在三点弯曲的加载条件下，裂纹拐折和扩展的过程，验证了层状复合陶瓷的主要增韧机理：裂纹沿软层界面拐折耗能．在此基础上，研究了不同参数条件下，层状复合陶瓷韧性的变化规律．     

SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的研究进展

介绍了SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的烧结合成方法，将各动力学因素（晶须含量、混合工艺和烧结温度）对热压烧结法制备SiC晶须增韧陶瓷基复合材料的影响进行了详细阐述，叙述并讨论了SiC晶须增韧的不同机理，并展望了该领域的研究方向。     

氧化锆增韧陶瓷（ZTC）的晶界结构

本文用 JEM200CX 超高分辨型透射电子显微镜对 ZTC 陶瓷的晶界结构进行了研宄。发现 Al_2O_3与ZrO_2之间的晶界存在共格点、共渗和无序结构形式,并发现晶界处常为 ZrO_2相变的成核区。ZrO_2(m)和ZrO_2(t)之间的晶界,既能成为 ZrO_2相变的成核区,也能阻止 ZrO_2相变的延续发展。只有当两个 ZrO_2晶粒的同类型晶面取向相近时,ZrO_2的相变才容易通过晶界而发展。ZrO_2(t)和 ZrO_2(t)之间的晶界具有较好的共格点结构,形成交错的锯齿状,这是 TZP 陶瓷具有高强和高韧的原因之一。     

氧化锆增韧陶瓷的相变及相变增韧

本文阐述了氧化锆增韧陶瓷（ＺＴＣ）的相变增韧机理，并探讨了热处理工艺对ＺＴＣ的相变及显微组织的影响规律。     

陶瓷材料相转变增韧的研究进展

介绍了几种相转变韧化机制，主要包括ZrO2相变增韧、铁电／压电性畴转变增韧、铁弹性畴转变增韧的增韧机理和研究进展。提出一种新的相转变增韧机制——铁磁性畴转变增韧机制，即利用铁磁相的磁畴转变或压磁效应来实现能量耗散，从而达到增韧效果，探讨了其可能性。