氧化鋯陶瓷件結構增韌的方法

氧化鋯陶瓷件結構增韌的方法

氧化鋯陶瓷件的第一種是細化理論，認為氧化鋯陶瓷件加工的引入能抑制基體晶粒的異常長大，使基體結構均勻細化，從而提高氧化鋯陶瓷件復合材料強度韌性。第二種的穿晶理論，認為復合材料中，基體顆粒以顆粒為核發生致密化而將顆粒包裹在基體晶粒內部形成晶內型結構。這樣便能減弱主晶界的作用，誘發川晶斷裂，使材料斷裂時產生川晶斷裂而不是沿晶斷裂，從而提高氧化鋯陶瓷件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顆粒產生針孔效應，從而限制了晶界滑移和空穴，蠕變的發生。晶界的增強導致復相氧化鋯陶瓷件韌性的提高。

復相氧化鋯陶瓷件的力學性能與微觀結構觀察研究表明：復相陶瓷具有兩個顯著特點。

1）復相氧化鋯陶瓷件力學性能顯著提高，提高的程度有時達數倍。

2）復相氧化鋯陶瓷件具有多重界面的內部結構。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部，形成晶內型復合結構，在顆粒與主晶界顆粒間形成次級晶界。氧化鋯陶瓷件晶內結構和次級晶界是陶瓷基復合材料出現的新的結構形式。這種結構存在對材料的力學性能有重要影響。

在復相氧化鋯陶瓷件中，微米或亞微米基體晶粒與增強相顆粒共存，顆粒分布在材料基體晶粒內部，增強了氧化鋯陶瓷件晶界強度，大幅度提高氧化鋯陶瓷件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，因此氧化鋯陶瓷件成為最接近實用化的陶瓷。