Ce-TZP 陶瓷人工关节材料的研究

研究了用做人工关节材料的一种ＺｒＯ２增韧陶瓷Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷，藉以进一步研制性能优于其它陶瓷的人工关节。用ＸＲＤ、ＳＥＭ、ＯＭ分析了材料的矿物组成和微观结构。测定了材料的性能，结果表明：在１６５０℃烧成的１２ｍｏｌ％Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷材料性能最佳，断裂韧性为１１．１１８０ＭＰａ·ｍ１／２，抗弯强度为５１２．９５ＭＰａ。初步探讨了材料的成分、烧成温度、微观结构与性能的关系。本文还研究了用于Ｃｅ－ＴＺＰ陶瓷人工关节柄部的Ｚ－Ｈ多孔涂层材料。     

超塑性Y—TZP增韧陶瓷超细粉末的研究

用化学共沉淀法制备了3mol%Y2O3-ZrO2超细粉末。利用热分析，x射线，透射电镜，颗粒粒度分析仪分析了粉料的相组成；颗粒形貌、大小；粉料的团聚状态；化学组成的均一性以及其烧结性能，并结合烧结试样的显微结构和力学性能做出了评价。实验表明，所制备的粉料组成较为均匀；粒度分布窄；团聚体尺寸小，烧结活性高；颗粒粒度约为200°/A。粉料的相组成主要为四方相和约26％的单斜相。3Y－TZP陶瓷材料一点弯曲强度达1479.14MPa，断裂韧性为13.2MPa·m^1/2，超塑性压缩变形达190％。     

YCe—TZP陶瓷的低温时效

对化学共沉淀法制备的３Ｙ－ＴＺＰ,３Ｙ２Ｃｅ－ＴＺＰ（３％Ｙ２Ｏ３－２％ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）和３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ（３％Ｙ２Ｏ３－４％ＣｅＯ２－ＺｒＯ２）纳米粉末进行了１４５０℃无压烧结,研究了这３种ＴＺＰ陶瓷在２５０℃水蒸汽中时效１５０ｈ前后抗弯强度和显微结构的变化,此外,结合红外光谱和ＥＤＡＸ能谱分析,探讨了３Ｙ－ＴＺＰ的时效老化机理,结果表明：随着ＧｅＯ２含量增加,ＴＺＰ时效后抗弯时强度的降低幅度减小,３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ几乎不发生时效老化现象,在时效过程中,３Ｙ４Ｃｅ－ＴＺＰ表面形成了ＣｅＯ２保护层,防止了Ｙ－ＯＨ键的形成,从而有效地抑制了ｔ→ｍ时效相变。     

Y—TZP增韧陶瓷的制备及力学性能

研究了制备工艺和Ｙ２Ｏ３含量对四方多晶氧化锆（Ｙ－ＴＺＰ）力学性能影响，并研究了３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷的断裂统计、耐热冲击特性。２．５Ｙ－ＴＺＰ和３Ｙ－ＴＺＰ 的三点抗弯强度分别为１３６０±１６８ＭＰａ和１０８１±２４３ＭＰａ，Ｗｅｉｂｕｌｌ模ｍ分别为８２．２７和４．３４：断裂声望生分别为１１．７９ＭＰａ．ｍ＾１／２和１１．６０ＭＰａ．ｍ＾１／２。Ｙ－ＴＺＰ陶瓷中ＺｒＯ２以四方相与少量的立方相形式存在；     

热压Y—TZP的超塑性压缩变形特性

研究了热压法制备的Y2O3稳定的四方ZrO2多晶体（Y－TZP）在单轴压缩试验中的超塑性变形特性。结果表明热压Y－TZP可以超塑性压缩变形至－1.30。讨论了应变速率和温度对超塑性变形的影响。西方本试验中最佳变形条件为温度1450－1550℃，初始应变速度·/ε0=10^-4——10^-5s^-1。研究了变形前后试样的显微结构的变化。     

Y—TZP纳米陶瓷的制备

用化学共沉淀凝胶法制备了晶粒度为７．６ｎｍ的３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２纳米粉末，所得粉末不仅尺寸小、分布均匀，且分散性好。对该粉末制成的素坯，通过烧结过程中晶粒生长的控制，在１２５０℃／２ｈ常压烧结条件下获得了晶粒尺寸约为１２０ｎｍ的致密陶瓷体     

SiCw／Y—TZP／Al2O3系复合陶瓷的显微结构及增韧机理

研究了ＳｉＣｗ／Ｙ－ＴＺＰ／Ａｌ２Ｏ３系复合陶瓷的显微结构及其力学性能，通过透射电镜拉伸试样中的裂纹扩展形态与组织变化，分析了晶须与ＺｒＯ２相变增韧机制。结果表明，陶瓷体内各相结合致密，分布较为均匀，其室强度和断裂韧性值分别为１１００ＭＰａ和１１．９ＭＰａ．ｍ＾１／２。     

溶胶—乳状液—凝胶法合成掺Al2O3的纳米级Y—TZP粉体

以二甲苯为油相。氧氯化锆、氯化钇和氯化铝的混合水溶液为水相。聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯为表面活性剂。采用溶胶－乳状液－凝胶法合成了掺杂Ａｌ２Ｏ３的Ｙ－ＴＺＰ超细粉末，通过热重（ＴＧ）、差热（ＤＴＡ）、ＸＲＤ。分析了由凝胶粉末热解至形成和生长过程。用ＴＥＭ观察了粉末的形貌和分散状态，探讨了Ｙ－ＴＺＰ粉末形成的生长过程，实验表明，约在５００℃，凝胶转变为Ｙ－ＴＺＰ固溶体；在５５０℃下焙烧制备的Ｙ－ＴＺ     

高强韧陶瓷的冲蚀磨损行为

本文研究了在室温、320℃、500℃等三种温度下两类陶瓷(氧化锆增韧氧化铝陶瓷,ZTA,与四方氧化锆多晶陶瓷,TZP)的冲蚀性能。ZTA陶瓷的耐冲蚀性显示出较好的温度稳定性。 SEM研究表明,具有高K_(10)的TZP陶瓷的冲蚀磨损主要由塑性变形和径向裂纹构成;ZTA陶瓷因硬度高与K_(10)值低,其冲蚀磨损主要表现为横向裂纹所引起的表面断裂。实验证明,没有常规机械性能与上述两类陶瓷的冲蚀磨损行为直接有关。     

ZrO2陶瓷相变稳定化的研究进展

氧化锆(ZrO2)陶瓷材料具有质地轻、耐腐蚀、耐高温、力学性能优异等特点,应用非常广泛,一直受到许多研究者的广泛关注.综述了近年来国内外ZrO2陶瓷相变及稳定化研究现状,总结了添加稳定剂对ZrO2陶瓷性能的影响,探讨了ZrO2陶瓷的制备方法及工艺、掺杂改性、相变增韧等方面的研究现状,并展望了ZrO2陶瓷相变稳定化的未来研究方向.     

人工关节材料及其改性研究

简要介绍了生物材料的定义,阐述了人工关节材料的性能要求,列举了金属材料、高分子材料、陶瓷材料以及复合材料在人工关节上的典型应用,比较了各自的性能特点;综述了为提高材料综合性能而进行的各种改性处理技术,分析了这些技术的特点,对人工关节材料研究的现状和未来做了总结和展望,从而促进了人工关节材料的进一步推广应用。     

用压痕法测定Y—TZP断裂韧性的研究

用压痕法研究了Y－TZP的断裂韧性，用不同的压痕方程计算了Y－TZP的K1c值，观察到其压痕裂纹均为巴氏裂纹，用现有文献报导的压痕方程计算出的K1c值均偏低，在实验的上提出了新的压痕方程。     

陶瓷相变增韧分析的新型屈服准则

针对陶瓷基复合材料由于含有大量孔洞等缺陷而导致拉伸强度和压缩强度不相等的问题,引入新的参数,构建了抛物线型屈服准则,并类比塑性材料相关联流动法则,给出了陶瓷相变材料的本构方程.在平面应变条件下,采用权函数方法推导出相变对I型裂纹在静止和定常扩展条件下的增韧理论表达式.讨论了泊松比等各个参数对裂纹增韧的影响.算例结果表明...     

复合PSZ材料结构研究

由ＭｇＯ和Ｙ２Ｏ３或ＣｅＯ２复合稳定的ＺｒＯ２在高温热处理过程中,发生立方相向四方相的相变,由于Ｙ２Ｏ３或ＣｅＯ２和ＭｇＯ的复合作用,相变过程中产生大量介稳的ｔ－ＺｒＯ２析出体ｔ－ＺｒＯ２析出体随稳定剂含量不同而呈现不同形貌：ＭｇＯ含量高时,ｔ－ＺｒＯ２析出体的形状类似方析出体与立方基体的关系承袭二元系的位向关系,为「００１」ｃ／／「００１」ｔ．ｃ－ＺｒＯ２相变过程中生成介稳立方相ｃ′－ＺｒＯ２和     

Y－TZP纳米陶瓷的制备

用化学共沉淀凝胶法制备了晶粒度为７．６ｎｍ的３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２纳米粉末，所得粉末不仅尺寸小、分布均匀，且分散性好。对该粉末制成的素坯，通过烧结过程中晶粒生长的控制，在１２５０℃／２ｈ常压烧结条件下获得了晶粒尺寸约为１２０ｎｍ的致密陶瓷体。