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氧化鋯陶瓷的增韌方法及應用

責任編輯:深圳康柏精工陶瓷有限公司  發布時間:2018-08-07
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氧化鋯陶瓷的增韌方法及應用,氧化鋯陶瓷是具有獨特的物理和化學性質,如高硬度,低的熱傳導性,熔點高,抗高溫和腐蝕,化學惰性和兩性性質,只有改善氧化鋯陶瓷的斷裂韌性,實現材料強韌化,提高其可靠性和使用壽命,才能使氧化鋯陶瓷真正地成為一種廣泛應用的新型材料,氧化鋯陶瓷增韌技術一直是陶瓷研究的熱點。下面由深圳金工廠家的技術人員為大家介紹氧化鋯陶瓷的增韌方法及應用:


氧化鋯陶瓷


陶瓷的增韌方法主要有:相變增韌、顆粒增韌、纖維增韌、自增韌、彌散韌化、協同增韌、納米增韌等。


1、相變增韌,相變增韌是指亞穩定四方相t—ZrO2在裂紋尖端應力場的作用下發生一相變,形成單斜相,產生體積膨脹,從而對裂紋形成壓應力,阻礙裂紋擴展,起到增韌的作用。此外,外界條件(如激光沖擊、疲勞斷裂韌性、低溫、晶粒尺寸和含量、臨界轉變能量等)對氧化鋯陶瓷相變增韌有很大的影響,如果相變產生大的應力和體積變化, 則產品容易斷裂,因此生產過程中,應避免外界因素對氧化鋯陶瓷相變增韌的影響。


2 、顆粒增韌,顆粒增韌是指用顆粒做增韌劑,添加入ZrO2陶瓷粉體中,盡管效果不及晶須與纖維,但若顆粒種類、粒徑、含量和基體材料選擇得當,仍有一定的強韌效果。其優點是簡便易行,增韌的同時會帶來高溫強度和高溫蠕變性能的改善。顆粒增韌的韌化機理主要有細化基體晶粒和裂紋轉向分叉等。


3 、纖維增韌纖維,晶須增韌原理是在緊靠裂紋尖端的晶體,由于變形而給裂紋表面加上了閉合應力,抵消裂紋尖端的外應力,鈍化裂紋擴展,從而起到了增韌作用;此外,裂紋擴展時,柱狀晶體的拔出時也要克服摩擦力,也會起到增韌的作用。


4 、自增韌,氧化鋯陶瓷由于柱狀晶的存在,在氧化鋯陶瓷斷裂過程中,會導致裂紋發生偏轉,改變和增加了裂紋擴展的路徑,從而鈍化裂紋增加了裂紋擴展阻力,達到增韌的目的。


5 、彌散韌化,彌散韌化主要是指四方相ZrO2顆粒對陶瓷基體的韌化, 除了相變韌化機制以外還有第二相質點的彌散韌化機制。在裂紋進行擴展之前, 首先得克服陶瓷本身的內部殘余應變能,從而達到增韌的目的。


6、 微裂紋增韌,微裂紋增韌是指在裂紋應力尖端加入韌性材料,使其產生微裂紋,達到分散應力的目的, 減少裂紋前進的動力,從而增加材料的韌性。在材料發生相轉變時,往往也會導致殘余應變能效應以及產生微裂紋。因此,相轉變增韌的效果是顯著的。


7、復合增韌,合增韌是指在ZrO2陶瓷實際增韌過程中同時采用幾種增韌機理,從而提高ZrO2陶瓷增韌效果。在實際應用過程中,根據所要制備氧化鋯陶瓷材料的不同性能,來選擇具體的增韌機理。





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