氧化鋯陶瓷在陶瓷工業(yè)中具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì),如高硬度、低導(dǎo)熱性、高熔點(diǎn)、耐高溫和腐蝕、化學(xué)惰性和兩性性性質(zhì),在電子陶瓷、功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷中的應(yīng)用發(fā)展迅速。
作為一種特殊的陶瓷材料,它在電子、航天、航空和核工業(yè)等高科技領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,氧化鋯陶瓷材料的致命缺點(diǎn)是脆性、低可靠性和低重復(fù)性,嚴(yán)重影響了其應(yīng)用范圍。只有提高氧化鋯陶瓷的斷裂韌性,實(shí)現(xiàn)材料的強(qiáng)韌性,提高其可靠性和使用壽命,氧化鋯陶瓷才能真正成為一種應(yīng)用廣泛的新材料。因此,氧化鋯陶瓷韌性技術(shù)一直是陶瓷研究的熱點(diǎn)。
目前陶瓷的增韌方法主要有:相變?cè)鲰g、顆粒增韌、纖維增韌、自增韌、彌散韌化、協(xié)同增韌、納米增韌等。
1.相變?cè)鲰g。
相變?cè)鲰g是指亞穩(wěn)定四方相T-Zro2在裂紋應(yīng)力場(chǎng)的作用下發(fā)生相變,形成單斜相,產(chǎn)生體積膨脹,從而對(duì)裂紋形成壓應(yīng)力,阻礙裂紋擴(kuò)展,起到增韌的作用。此外,外部條件(如激光沖擊、疲勞斷裂韌性、低溫、顆粒尺寸和含量、臨界變化能量等)對(duì)氧化鋯陶瓷相變?cè)鲰g有很大影響。如果相變產(chǎn)生較大的應(yīng)力和體積變化,產(chǎn)品很容易斷裂。因此,在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)避免外部因素對(duì)氧化鋯陶瓷相變?cè)鲰g的影響。
2.顆粒增韌。
顆粒增韌是指將顆粒作為增韌劑添加到Zro2陶瓷粉中。雖然效果不如晶須和纖維,但如果顆粒類(lèi)型、粒徑、含量和基材選擇得當(dāng),仍有一定的強(qiáng)韌效果。
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