氧化鋯陶瓷薄片的制備研究.pdf

1、ZrO2具有熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高、硬度大、常溫下為絕緣體、而高溫下為導(dǎo)體等優(yōu)良性質(zhì)。在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了氧化鋯陶瓷增韌材料，使氧化鋯陶瓷材料的力學(xué)性能獲得了大幅度的提高，極大的擴(kuò)展了ZrO2在結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用。 本文采用干壓成型后再進(jìn)行冷等靜壓的技術(shù)，對含摩爾分?jǐn)?shù)3％Y2O3的ZrO2粉末進(jìn)行成型，并探討了不同條件下的常壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)工藝對其致密化、顯微組織和力學(xué)性能的影響，經(jīng)過系統(tǒng)的測試與分析，得到了一個(gè)最佳的3Y-TZP

2、陶瓷燒結(jié)致密化工藝。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)以及材料顯微分析等分析手段，分析了3Y-TZP陶瓷的相組成、晶粒大小以及顯微組織形貌等。通過對其相對密度、顯微硬度和斷裂韌性等性能進(jìn)行測試，反映出采用最佳燒結(jié)工藝制得的3Y-TZP陶瓷材料具有優(yōu)異的性能。 對燒結(jié)工藝的探討結(jié)果表明：在常壓燒結(jié)下，分別進(jìn)行了1300℃×4h和1350℃×4h，以及1400℃×2h和1450℃×2h四個(gè)溫度下的燒結(jié)，通過對四種燒成條件下

3、得到的陶瓷樣品進(jìn)行致密度及力學(xué)性能的檢測，對比得出，1350℃×4h是最佳的常壓燒結(jié)工藝。為了獲得優(yōu)異的熱等靜壓燒結(jié)工藝，在常壓下對樣品進(jìn)行1350℃×4h預(yù)燒，然后在不同的壓力和溫度下對其進(jìn)行熱等靜壓處理，對各種熱等靜壓條件下得到的陶瓷樣品進(jìn)行致密度及力學(xué)性能的檢測，結(jié)果表明，在150MPa下，1300℃×1h是最佳的熱等靜壓燒結(jié)工藝。 對性能測試的結(jié)果表明：3Y-TZP陶瓷在1350℃×4h燒結(jié)后獲得最佳的力學(xué)性能，斷裂韌性

4、和維氏硬度分別達(dá)到18.7MPa·m1/2和13.7GPa；而在1350℃×4h預(yù)燒后，再在最佳的熱等靜壓制度下處理，3Y-TZP相變增韌陶瓷的Hv和K1c分別達(dá)到14.2GPa和17.7MPa·m1/2。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析及討論表明，3Y-TZP增韌陶瓷的斷裂韌性和維氏硬度，是由材料的顯微結(jié)構(gòu)和ZrO2相變增韌協(xié)同控制的。在ZrO2相變增韌陶瓷材料斷裂過程中，t-ZFO2能否相變成單斜相m-ZrO2還受到晶粒尺寸的影響。因此，對于一