Al2O3陶瓷材料的增韧(9)

Al2O3陶瓷材料的增韧

程度的提高。它的强化原理就是利用著名的Hall-Petch关系。而韧化原理是，晶界处的质点比晶粒内质点联系弱，所以多晶材料尤其是脆性材料的破坏总是以沿晶断裂为主。在材料受力沿晶界破坏时，裂纹扩展的路程是迂回、曲折的。晶粒愈细，扩展路程愈长，韧性因此得到提高。

这种方法对强度的提高效果较好，而在微米级晶粒范围，对韧性

的提高作用不是很大。就现在发展的纳米材料而言，从理论上分析，其韧性要比常规材料高。主要是因为界面的各向同性以及在界面附近很难有位错塞积现象发生，这大大降低了应力集中使微裂纹的出现与扩展的几率也大大下降。如TiO2纳米晶粒尺寸在小于100nm时，断裂韧性比常规多晶、单晶TiO2高[31]。但在纯Al2O3材料的研究上，不是很成功。

因此，单纯以细晶来增加Al2O3的韧性，可行性很小。要结合其

他韧化因素发挥协同韧化作用，才能更好地克服Al2O3瓷的脆性。 结束语：

Al2O3的增韧是研究领域的一个热点，从以上多种方法来看其增韧机理主要是：

（1）在裂纹尖端周围分布有非弹性变形区域，如相变增韧。

（2）由纤维、第%相等引起的裂纹桥联、裂纹偏转，拔出效应。

从研究情况来看，这些理论及方法都未能从根本上解决如Al2O3

一类陶瓷的韧性。而纳米复合增韧有望解决这一问题，将是今后陶瓷类材料增韧的一个主要手段及研究方向。此外，还可以从材料设计结合仿生学来设计其微观结构，并且有必要建立新的理论和方法，彻底改善Al2O3陶瓷的韧性问题。

参考文献：

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