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(lái)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?cè)鲰g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(wú)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(jiǎn)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(huì)帶來(lái)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(lái)，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(guó)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(jí)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(duì)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?gòu)?qiáng)化法即添加某些金屬（例如Ni，Al，Cr，Ag等）顆粒可獲得較明顯效果。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(rùn)濕性差，金屬顆粒的添加又會(huì)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(huì)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(huì)因金屬的添加而降低。