氧化鋯陶瓷的脆性問(wèn)題近些年來(lái)一些研究人員一直致力于去解決這個(gè)問(wèn)題,從而出現(xiàn)了各種陶瓷基復(fù)合材料額度增韌方法,下面科眾陶瓷廠將介紹兩種方法,協(xié)同增韌與顆粒增韌。
協(xié)同增韌復(fù)合協(xié)同增初是兩種或兩種以上增初補(bǔ)強(qiáng)劑共存,而產(chǎn)生協(xié)同增初的機(jī)制,其效果遠(yuǎn)大于它們單獨(dú)作用的總和。周洋等人研究了部分穩(wěn)定ZrO2增韌Al2O3(ZTA)、ZTA-SiC和ZTA-SiC復(fù)合材料。認(rèn)為在三種增韌補(bǔ)強(qiáng)的方式中,相變晶須復(fù)合增初效果好,相變顆粒復(fù)合增韌的作用次之,純相變?cè)鲰g的作用小。
在這些方法中, California University的 Zuhair A Munius等人進(jìn)行的TiC/Al2O)復(fù)合材料的制備研究取得了一定的成果。通過(guò)采取無(wú)壓燒結(jié)和熱加工方法,可以得到高耐磨性、高強(qiáng)度、高斷裂韌性和好的電導(dǎo)性。主要用途是切削工具,占據(jù)了陶瓷切削工具的主流,而陶瓷切削工具又約占整個(gè)切削工具的5%。
顆粒增韌用顆粒作為增韌劑,制作顆粒增增韌陶瓷基復(fù)合材料,其原料的均勻分散及燒結(jié)致密化都比短纖維及晶須復(fù)合材料簡(jiǎn)便易行。因此,盡管顆粒的增韌效果不如晶須與纖維,但如顆粒種類、粒徑、含量及基體材料選擇得當(dāng),仍有一定的韌化效果,同時(shí)會(huì)帶來(lái)高溫強(qiáng)度、高溫變性能的改善。
所以,顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材料同樣受到重視,并開(kāi)展了有效的研究工作。顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材料的韌化機(jī)理主要有細(xì)化基體晶粒、裂裂紋轉(zhuǎn)向與分又等近年來(lái),納米顆粒增韌陶瓷基復(fù)合材料,已成為研究熱點(diǎn)。1987年,德國(guó)的 Karch等人報(bào)道了所研制的納米陶瓷具有高韌性和低溫超塑性行為。
耐高溫陶瓷零件隔熱件
日本大阪大學(xué)新原皓一等人在微米級(jí)的Al2O2基體中引人納米SiC分散相,使材料的機(jī)械性能得到很大的提高其強(qiáng)度比單組分All2O3陶瓷提高近300%,斷斷裂韌性也提高40%除此之外,納納米復(fù)合也能對(duì)材料的硬度、彈性模量、熱膨脹系數(shù)熱導(dǎo)率、抗熱震性等產(chǎn)生影響。
在Al2O3陶瓷的顆粒增韌工藝中,金屬?gòu)?qiáng)化法即添加某些金屬(例如Ni,Al,Cr,Ag等)顆粒可獲得較明顯效果。重慶大學(xué)周正等在制備Al/Al2O3復(fù)合材料的新方法中指出,Al/Al2O3復(fù)合材料具有密度小、耐高溫、耐磨損及抗熱震性等特點(diǎn)。他們分別通過(guò)燒結(jié)、熔熔體浸滲、鋁合金高溫氧化三種工藝觀察,研究了制成的AI/Al2O3復(fù)合材料的組織形貌與性能,得到了較好的效果。
金屬增韌的A2O2復(fù)合陶瓷韌性的提高主要?dú)w功于金屬顆粒的塑性變形。但是,由于金屬的熔點(diǎn)一般較低,且與Al2O)陶瓷的潤(rùn)濕性差,金屬顆粒的添加又會(huì)降低燒結(jié)體的密度和高溫力學(xué)性能,因此可添加的金屬的量會(huì)受到限制;另外,由于金屬的抗氧化性和抗腐蝕性較差,Al2O3陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性會(huì)因金屬的添加而降低。
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本文“氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料特殊增韌工藝”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2022-12-20 14:33:53
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