Al2O3陶瓷材料的增韧(6)

Al2O3陶瓷材料的增韧

相变增韧机制。

其中，亚稳四方、立方ZrO2的稳定主要靠掺入添加剂后形成的

氧离子空位以及阳离子的尺寸、电荷、浓度来得以保证。Basu[17]发现加入Y2O3后形成的氧空位浓度增加会使ZrO2- Y2O3系统的紊乱度增加。此外四方ZrO2临界尺寸下降，四方相向单斜相转变的自由能增加，这些都会提高四方ZrO2的稳定性，使之维持到室温。在ZrO2中掺Y2O3产生的缺陷反应为：

Y2O3——ZrO2——＞2Yzr’+3OO+VO..

这样制备出的ZTA陶瓷，断裂韧性在7.66.7 Mpa.m1/2以上[18],

高者达到15 Mpa.m1/2[19]。采用摩尔分数为20%YTZ和Al2O3粉末混合制得的材料在1650～1700C有很好的超塑性[20]。陈德永等[21]用体积分数为10%～30%的ZrO2制备ZTA陶瓷时发现，ZrO2用量在体积分数为20%时增韧效果最好。

在增韧机理中，除了ZrO2的诱导相变机制外，相变产生体积膨

胀，在裂纹区域向不发生相变区挤压现象，使裂纹呈闭合趋势，扩展困难，也可以提高韧性。

此外，ZrO2颗粒弥散在基体中，还起第2相细化晶粒的作用。

于庆华等[22]把纳米技术引入ZTA增韧陶瓷的研制上，利用纳米粉末的巨大表面积来降低烧结温度，抑制晶粒异常长大来提高韧性。其中，晶内型是纳米粒子在晶粒内产生微裂纹、次界面，削弱主晶界作用并降低尖端弹性模量，使裂纹扩展减缓。而晶间型是ZrO2颗粒弥散在Al2O3晶界，产生钉扎，进而导致穿晶断裂，韧性得到提高。

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