陶瓷結(jié)構件增韌有哪些方法？

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一、氧化鋁陶瓷結(jié)構件增韌的方法:

1、納米氧化鋯增韌：這是使用最普遍的一種方法

對氧化鋁陶瓷的增韌是目前使用最多的增韌方法是納米氧化鋯（VK-R30）增韌。當氧化鋁中加入純Zr02（VK-R30）粒子形成ZrO2增韌氧化鋁陶瓷時，當添加含量在10%-15%時，可使韌性顯著提高。其韌化效果主要來源于以下機理：1.使氧化鋁晶?；w細化。2.?氧化鋯相變韌化。3.顯微裂紋韌化。4.?裂紋轉(zhuǎn)向與分叉。

純氧化鋁陶瓷與納米氧化鋯ZrO2（VK-R30）增韌氧化鋁陶瓷力學性能對比：

99%氧化鋁陶瓷?????納米氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷

密度???????3.85???????????????3.93

抗折強度??350MPa????????????480MPa

抗壓強度??3600MPa???????????3300MPa

硬度??????1900HV????????????1600HV

抗沖擊強度?5MPam1/2?????????7MPam1/2

2，納米氧化鋁增韌

采用納米氧化鋁（VK-L30）粉末制備的陶瓷不加增塑劑仍舊在低溫下顯出極好的超塑性。納米氧化鋁（VK-L30）對改善陶瓷晶粒的形狀、品界特性等起到了很好的效果。通過合理選擇成分及工藝，使一部分氧化鋁晶粒在燒結(jié)中原位發(fā)育成具有較高長徑比的柱狀晶粒，從而獲得晶須的一種增韌機制。這也稱為原位增韌，這種技術消除了基體相與增強相界面的不相容性，保證了基體相與增強相的熱力學穩(wěn)定，并使界面干凈，結(jié)合良好。

另外，控制顯微結(jié)構；改變晶粒形狀、粒徑、品界特性、氣孔率等提高其斷裂韌性；使用亞微細且各向分布均勻氧化鋁；提高氧化鋁粉純度，改善組織結(jié)構。這些都是增加氧化鋁陶瓷韌性的有效手段。

二：氧化鋯陶瓷結(jié)構件增韌的方法：

1，?納米氧化鋯（VK-R30Y3）增韌：

第一種是“細化理論”，認為納米級氧化鋯（VK-R30Y3,30nm,99.9%）的引入能抑制基體晶粒的異常長大，使基體結(jié)構均勻細化，從而提高納米陶瓷復合材料強度韌性。第二種的“穿晶理論”，認為納米復合材料中，基體顆粒以納米顆粒為核發(fā)生致密化而將納米顆粒包裹在基體晶粒內(nèi)部形成“晶內(nèi)型”結(jié)構。這樣便能減弱主晶界的作用，誘發(fā)川晶斷裂，使材料斷裂時產(chǎn)生川晶斷裂而不是沿晶斷裂，從而提高納米陶瓷復合材料強度和韌性。第三種是“針孔”理論，認為存在于基體晶界的納米顆粒產(chǎn)生針孔效應，從而限制了晶界滑移和空穴，蠕變的發(fā)生。晶界的增強導致納米復相陶瓷韌性的提高。

???納米復相陶瓷的力學性能與微觀結(jié)構觀察研究表明：納米復相陶瓷具有兩個顯著特點。

1）?納米復相陶瓷力學性能顯著提高，提高的程度有時達數(shù)倍。

2）?納米復相陶瓷具有多重界面的內(nèi)部結(jié)構。首先，微米級的基體顆粒0.5-5um形成主晶界，

其次，彌散的顆粒往往不在主晶界，而是處在基體顆粒的內(nèi)部，形成晶內(nèi)型復合結(jié)構，在納米顆粒與主晶界顆粒間形成次級晶界。晶內(nèi)結(jié)構和次級晶界是陶瓷基復合材料出現(xiàn)的新的結(jié)構形式。這種結(jié)構存在對材料的力學性能有重要影響。

在納米復相陶瓷中，微米或亞微米基體晶粒與納米增強相顆粒共存，納米顆粒分布在材料基體晶粒內(nèi)部，增強了晶界強度，大幅度提高材料的力學性能和可靠性，使易碎的陶瓷可以變成富有韌性的特殊材料，因此納米復相陶瓷成為最接近實用化的納米陶瓷。

3mol釔穩(wěn)定納米氧化鋯技術指標：