Cr2O3添加对ZTA复相陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用无压烧结制备ZTA复相陶瓷,探究Cr2O3的添加对ZTA复相陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明:Cr2O3会促进Al2O3晶粒的生长,并出现长条状Al2O3晶粒;随着Cr2O3的增加,复相陶瓷的密度、硬度、断裂韧性均呈现先增大后减小趋势.在Cr2O3添加量为0.6％时具有最佳性能,但过多的Cr2O3会使陶瓷内部...     

添加稀土氧化物对氧化铝复相陶瓷性能的影响

采用复合烧结助剂降低氧化铝复合陶瓷（zironia-toughened aluminum,ZTA)烧结温度并保持优良力学性能，着重就不同稀土氧化物对材料烧结性，力学性能和显著结构的影响进行了研究，复合添加剂促进了ZTA陶瓷的烧结，但不同添加剂对材料力学性能产生了不同影响，含Y2O3添加剂因生成富钇晶界相而使材料的强度受到损害，而含La2O3和／或CeO2添加剂使材料力学性能获得提高，在1400－1450℃烧结强度超过500MPa，断裂韧性达6．5MPa.m^1/2以上，该ZTA陶瓷断裂路径曲折，裂纹出现架桥，分叉等现象，使断裂能提高。     

ZrO2-Al2O3复相陶瓷的研究

采用工业ZrO2,Al2O3为原料,通过适当的工艺制备出ZrO2-Al2O3复相陶瓷.研究结果表明:添加Al2O3可有效地抑制ZrO2晶粒的生长,有利于使ZrO2晶粒以亚稳四方相存在,从而提高材料的强度与断裂韧性.Al2O3质量分数为20%时,复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性分别为676.7MPa,10MPa*m1/2.相变增韧与颗粒弥散增韧作用相互叠加提高了复相陶瓷材料的力学性能.     

添加ZrO2对Al2O—SiC系复相陶瓷力学性能的影响

通过ZrO2强化增韧Al2O3-SiC系陶瓷，其复合材料的力学性能在一定程度上获得改善。ZrO2外加含量在0－40wt%范围内，复相陶瓷的断裂韧性保持上升，而其硬度则呈下降的趋势。少量添加ZrO2(≤10wt%)时，其强度得到提高，当ZrO2含量为10wt%左右，强度达到最大值；超过该含量后强度迅速下降。研究结果表明，复相陶瓷力学性能与瓷体中的二相粒子的相变增韧和热应力共配有关。X射线衍射分析研究表明，随着ZrO2含量增加，材料断口相变量增大，断裂韧性也相应提高，确是ZAS（ZrO2增韧Al2O3-SiC)复相材料中ZrO2(t)→ZrO(m)相变增韧起主要作用。当ZrO2添加含量增加时，二相粒子与基体热膨胀系数不匹配，而在复合材料中产生内应力导致瓷体强度降低，研究还表明10wt%ZrO2增韧Al2O3-SiC陶瓷是一种较佳的高温耐磨材料。     

ZrO2—2mol%Y2O3陶瓷显微结构及性能的研究

本文采用X射线衍射分析、扫描及透射电镜技术研究了冷等静压成型的氧化钇部分稳定氧化锆(Y-PSZ)陶瓷制品的相组成、显微结构、机械性能及其与烧结工艺之间的关系。结果表明:采用冷等静压成型和超细的氧化锆粉末有利于提高制品的烧结密度和获得较理想的显微结构。得出了在细晶部分稳定氧化锆中存在适量的单斜相也能获得高硬度和高韧性的结论。1600℃烧结3h后随炉冷却的ZrO_2-2mol％Y_2O_3试样的维氏硬度达16.75GPa,断裂韧性高达17.56MPa·m~(1/2)。这被认为是细晶粒、高密度及微裂纹增韧、相变增韧共同作用的结果。     

ZrC掺杂对ZTA复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

以ZTA20%(zirconia-20%toughened alumina)为基体,通过掺杂不同体积分数的ZrC(10%、15%、20%、25%)研究其对复相陶瓷微观结构和力学性能的影响。采用放电等离子体烧结法在1 400℃、40 MPa保温15 min制备样品。用Archimedes法测得样品相对密度最高可达99.08%。不同ZrC含量的烧结样品的物相成分均为ZrC、α-Al_2O_3和ZrO_2,烧结后无杂质相产生,表明复相陶瓷在烧结过程中具有优良的化学相容性,该复相陶瓷内部各晶粒尺寸均匀,无异常长大现象,断裂机制为穿晶断裂和沿晶断裂相结合。随着ZrC含量的增加,复相陶瓷的弯曲强度先增大后减小,ZrC含量为20%时达到最大值722 MPa;断裂韧性则由5.47 MPa·m~(1/2)增加到6.51 MPa·m~(1/2);显微硬度由17.30 GPa逐渐降低至16.19 GPa。     

纳米复合陶瓷研究进展

本文着重论述了纳米复合陶瓷发展概况和纳米复合陶瓷的制备技术、微观结构、强化机理及其存在的问题。     

ZrO2增韧对Al2O3—TiC—ZrO2复相陶瓷材料冲蚀行为的影响

本通过冲蚀表面形貌的SEM观察和XRD物相分析研究了ZrO2增韧对ATZ材料的冲蚀行为的影响，结果表明：3含ZrO2量为20－60％的ATZ冲蚀应力场诱发下具有良好的相变增韧和微裂纹增韧效果，具有相当好的冲蚀磨损抗力，其中AT30Z40的综合抗冲蚀性能最佳；ZrO2含量较低时，相变增韧对ATZ材料抗冲蚀性能提高不明显，而当ZrO2含量超过80％后，ATZ的抗高速冲蚀性能急剧恶化，这是因为它在冲蚀过程中，产生过多的相变诱发微裂纹，而发生微裂纹连接所致。     

ZrO2含量对Al2O3/ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响

本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标,研究了Al2O3-ZrO2复相陶瓷中加入不同的ZrO2陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响,分析了ZrO2在复相陶瓷中所起的作用.结果表明:随ZrO2含量的增加,在相同烧结温度下,晶粒变小,材料的力学性能提高.当ZrO2加入量为55％时,复相材料的抗折强度503MPa,断裂韧性12.80 MPa·m1/2,密度4.88 g·cm-3,硬度(HV)为1432 kg ·mm-2.探讨了Al2O3/ZrO2复相陶瓷的增韧机理.     

Al_2O_3-TiCN/Co-Ni复合材料制备及力学性能

用真空热压烧结法制备了Al2O3-Ti C0.5N0.5/Co-Ni复合材料,用扫描电子显微镜、能谱仪、电子万能试验机和Vickers硬度仪等测试分析了不同烧结参数对样品显微组织及力学性能的影响。结果表明:当烧结温度1 650℃,压力25 MPa,保温时间30 min时,样品的相对密度、抗弯强度(σmax)、断裂韧性(KICmax)和Vickers硬度(HV)的最大值分别达到99.6%,σmax=1 100 MPa,KICmax=10.5 MPa·m1/2和HV=23.7 GPa,样品断口形貌存在混晶断裂特征。     

液相烧结8YSZ陶瓷的性能研究

以Bi2O3为烧结助剂,利用液相烧结法制备8YSZ陶瓷材料,研究了烧结助剂对材料致密化、相组成、显微结构、力学性能及电学性能的影响.结果表明:烧结助剂的引入显著促进了材料的致密化、降低了烧结温度;引入烧结助剂Bi2O3后,使得ZrO2中的Y2O3含量减少,以致出现了含有单斜相氧化锆的第二相;而材料的致密化和单斜相氧化锆的出现,又使其具有良好的力学性能,同时对电学性能也有一定的影响.     

纳米CaF2对自润滑陶瓷材料力学性能的影响

采用真空热压烧结工艺制备一种添加纳米固体润滑剂CaF2的新型自润滑陶瓷材料,其力学性能显著高于添加微米CaF2的自润滑陶瓷材料,并且断裂韧性高于不含CaF2的复合陶瓷材料。结果表明:烧结后纳米CaF2主要位于基体晶粒内部,形成晶内型纳米结构。相比于添加微米CaF2,添加纳米CaF2时复合陶瓷材料的弹性模量增加了34%,这是材料硬度改善的主要原因。纳米CaF2诱发的穿晶断裂有助于提高复合陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,裂纹偏转是添加纳米CaF2的复合陶瓷材料的主要增韧机制。     

ZrO2增韧Al2O3—TiC系陶瓷复合材料的力学性能及其耐磨性能

本文通过对ＺｒＯ２增韧Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ系复相陶瓷材料的制备工艺以及ＺｒＯ２含量的变化对材料断裂韧性、抗弯强度以及硬度的影响研究，采用Ｘ射线衍射法分析断口相变量随组成变化对多元系相陶瓷断裂韧性、抗弯强度的影响，同时分析在不同冲击工况下其耐冲蚀磨损特性与力学性能之间的关系。     

莫来石晶种对反应烧结ZrO2/莫来石复合材料力学性能的影响

采用反应烧结法制备了ZrO2/莫来石复合陶瓷材料,研究了添加莫来石晶种对材料力学性能的影响.结果表明,在完全莫来石化之前,莫来石过早形成致使不含晶种试样的密度低于含晶种试样,抗弯强度低于含晶种试样.而随着反应的进行,至反应完全以后,由于晶种的添加使气孔多沿晶界分布,晶界上的气孔在之后的烧结过程中易于排出,使含晶种试样获得较高的致密度.此外,添加晶种还有效减小了莫来石的晶粒尺寸.因此,反应完全后含晶种试样的强度高于不含晶种试样.2种试样的抗弯强度在800℃的测试温度下达到最大值,当温度进一步升高时,含晶种试样比不含晶种试样的强度下降得快.     

Solid-Solution Effects of a Small Amount of Nickel Oxide Addition on Phase Stability and Mechanical Properties of Yttria-Stabilized Tetragonal Zirconia Polycrystals

Stability and mechanical properties of the tetragonal phase were investigated for NiO-doped yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) systems. Only 0.3 mol% of NiO in solid solution could be added to the Y-TZP while maintaining the tetragonal phase. Fracture toughness improved remarkably on addition of a small amount of NiO. Raman spectroscopy analysis around cracks introduced by Vickers indentation revealed that the amount of monoclinic phase transformed from tetragonal phase was increased. It was confirmed that fracture toughness improvement was due not only to increased grain size, but also to Y-TZP destabilization by solid solution of NiO.     

Effect of Sintering Temperature on Phase Transition and Mechanical Properties of Lead Zirconate Ceramics

Phase transition and mechanical properties of PbZrO₃ (PZ) at different sintering temperatures were studied. The Curie temperature depends on the sintering temperature. Hardness and fracture toughness of the PZ were measured using Vickers and Knoop microhardness testers. The lower density at the higher sintering temperature resulting from the loss of lead oxide (PbO) causes the lower value of the Curie temperature, hardness and fracture toughness. The results were well corresponding to the microstructure of the PZ ceramics.     

Al_2O_3–ZrO_2复相陶瓷的低温力学性能和热学性能

采用无压烧结法制备Al2O3–15%（质量分数）ZrO2（简称ZTA）复相陶瓷,研究了ZTA复相陶瓷在293～77K的力学性能以及300～5K的热学性能,分析了ZTA复相陶瓷在不同温度断裂时断面上ZrO2发生的相变量和相变区宽度。结果表明：ZTA复相陶瓷的抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度均随温度下降而逐渐提高;77K时抗弯强度、断裂韧性和Vickers硬度比293K时分别提高了10.8%、19.7%和10.4%;ZTA复相陶瓷的热导率随温度下降先增大,在97K时达到最大值,然后随温度下降而降低。低温环境增强了ZTA复相陶瓷中应力诱导t-ZrO2→m-ZrO2的相变增韧效应,提高了ZTA复相陶瓷的低温力学性能。ZTA复相陶瓷具有良好的低温力学性能和较小的低温热导率,是一种有广阔应用前景的低温结构陶瓷材料。