Al2O3-ZrO2納米復(fù)相陶瓷超塑變形微觀組織分析.pdf

1、Al2O3-ZrO2系高性能陶瓷是較成熟的ZrO2彌散陶瓷,也是陶瓷基復(fù)合材料研究的重點,彌散于Al2O3陶瓷基體上的四方氧化鋯粒子通過相變韌化,可顯著提高Al2O3陶瓷的韌性和強(qiáng)度。沒有雜質(zhì)的細(xì)晶Al2O3-20％ZrO2陶瓷可在14001600℃內(nèi)進(jìn)行超塑壓縮變形,獲得大應(yīng)變。本文以Al2O3-ZrO2納米復(fù)相陶瓷為研究對象,按照“粉體均勻混合—塊體制備—超塑成形—組織分析”這一完備的工藝路線來研究Al2O3-ZrO2納米復(fù)相陶瓷成

2、形后的組織。采用行星式球磨法制備了混合均勻的納米級Al2O3-ZrO2復(fù)合粉體。復(fù)合粉體經(jīng)1450℃真空熱壓燒結(jié),制備了內(nèi)晶/晶界混合型納米復(fù)相陶瓷塊體。陶瓷塊體在1550℃超塑壓縮變形,最大變形量為82%,且成形良好。Al2O3-ZrO2納米復(fù)相陶瓷的XRD圖譜顯示,變形前后Al2O3衍射強(qiáng)度變化顯著,而ZrO2衍射強(qiáng)度變化不大。采用表征材料織構(gòu)取向度的F參數(shù)分析得出:變形后Al2O3晶粒在{110}、{113}和{300}晶面具有擇

3、優(yōu)取向,而ZrO2晶粒取向不明顯;由極圖分析可知,壓縮變形后垂直壓縮平面上的Al2O3晶粒在{110}、{300}晶面織構(gòu)較強(qiáng),{113}晶面織構(gòu)稍弱;壓縮平面上的Al2O3晶?？棙?gòu)漫散。借助透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)對變形組織進(jìn)行分析,SEM分析表明:超塑壓縮變形后,Al2O3晶粒定向排列,出現(xiàn)織構(gòu),ZrO2晶粒無規(guī)則排列;變形后組織致密,晶粒尺寸變大,且沿著變形方向出現(xiàn)了纖維組織。TEM分析表明:陶瓷壓縮時產(chǎn)生位錯行為,