氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料特殊增韌工藝

氧化鋯陶瓷的脆性問題近些年來一些研究人員一直致力于去解決這個(gè)問題，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，純相變增韌的作用小。

氧化鋯陶瓷環(huán)

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。通過采取無壓燒結(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)會帶來高溫強(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，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，金屬強(qiáng)化法即添加某些金屬（例如Ni，Al，Cr，Ag等）顆?？色@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）陶瓷的潤濕性差，金屬顆粒的添加又會降低燒結(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)定性會因金屬的添加而降低。