氧化锆陶瓷件结构增韧的方法

氧化锆陶瓷件结构增韧的方法

氧化锆陶瓷件的第一种是细化理论，认为氧化锆陶瓷件加工的引入能抑制基体晶粒的异常长大，使基体结构均匀细化，从而提高氧化锆陶瓷件复合材料强度韧性。第二种的穿晶理论，认为复合材料中，基体颗粒以颗粒为核发生致密化而将颗粒包裹在基体晶粒内部形成晶内型结构。这样便能减弱主晶界的作用，诱发川晶断裂，使材料断裂时产生川晶断裂而不是沿晶断裂，从而提高氧化锆陶瓷件复合材料强度和韧性。第三种是针孔理论，认为存在于基体晶界的颗粒产生针孔效应，从而限制了晶界滑移和空穴，蠕变的发生。晶界的增强导致复相氧化锆陶瓷件韧性的提高。

复相氧化锆陶瓷件的力学性能与微观结构观察研究表明：复相陶瓷具有两个显著特点。

1）复相氧化锆陶瓷件力学性能显著提高，提高的程度有时达数倍。

2）复相氧化锆陶瓷件具有多重界面的内部结构。首先，微米级的基体颗粒0.5-5um形成主晶界。

其次，弥散的颗粒往往不在主晶界，而是处在基体颗粒的内部，形成晶内型复合结构，在颗粒与主晶界颗粒间形成次级晶界。氧化锆陶瓷件晶内结构和次级晶界是陶瓷基复合材料出现的新的结构形式。这种结构存在对材料的力学性能有重要影响。

在复相氧化锆陶瓷件中，微米或亚微米基体晶粒与增强相颗粒共存，颗粒分布在材料基体晶粒内部，增强了氧化锆陶瓷件晶界强度，大幅度提高氧化锆陶瓷件的力学性能和可靠性，使易碎的陶瓷可以变成富有韧性的特殊材料，因此氧化锆陶瓷件成为最接近实用化的陶瓷。