ZrO2增韌Al2O3—La2O3-Y2O3陶瓷材料的力學(xué)性能和耐磨性能研究.pdf

1、氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷（ZTA）由于具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在高溫、機(jī)械、電子領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著研究與應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展，這種單一相強(qiáng)化、韌化氧化鋁陶瓷的綜合性能還是不能滿足航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的需求。利用多元相協(xié)同強(qiáng)化ZTA復(fù)合陶瓷成為提高ZTA陶瓷斷裂韌性和耐磨性能的重要研究和發(fā)展方向。
　　本文利用ZTA結(jié)構(gòu)陶瓷的高耐磨性、高強(qiáng)度特征，結(jié)合稀土氧化物能促進(jìn)復(fù)合陶瓷材料熱壓燒結(jié)的工藝特點(diǎn)，在材料組分

2、和燒結(jié)工藝參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上制備了ZTA基復(fù)合La2O3/Y2O3陶瓷材料；測(cè)量了該材料的力學(xué)性能參數(shù)；分析了La2O3/Y2O3含量對(duì)ZTA陶瓷材料摩擦特性和耐磨性能的影響。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.采用均勻混合、細(xì)化等手段制備了不同種類、不同含量的稀土摻雜的ZTA復(fù)合粉體。制定了粉體的制備工藝，采用XRD、SEM等檢測(cè)手段對(duì)復(fù)合材料粉體進(jìn)行了相組成、微觀形貌等分析。
　　2.采用真空熱壓燒結(jié)工藝，以Al2O3為基體，

3、ZrO2為增韌相，La2O3/Y2O3為燒結(jié)助劑，制備了一系列ZTA陶瓷材料；通過對(duì)燒結(jié)試樣的力學(xué)性能檢測(cè)和比較，獲得最佳的組分含量配方和熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)。最佳的組分含量配方為：ZrO220wt％，La2O3/Y2O34wt％；最佳的燒結(jié)工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度1550℃，燒結(jié)壓力30MPa，保溫時(shí)間40 Min；試樣最佳力學(xué)性能參數(shù)為：相對(duì)密度98.2％、維氏硬度17.3 GPa、抗彎強(qiáng)度445 MPa、斷裂韌性7.6 MPa?m1/2。

4、
　　3.采用XRD衍射，分析了稀土氧化物L(fēng)a2O3/Y2O3對(duì)ZTA材料相成分形成的影響。結(jié)果表明：ZTA復(fù)合La2O3/Y2O3陶瓷材料在燒結(jié)時(shí)化學(xué)性相容，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；La2O3/Y2O3能阻礙不穩(wěn)定相m-ZrO2的形成，促進(jìn)穩(wěn)定相t-ZrO2的形成，繼而促進(jìn)ZTA的燒結(jié)制備，有效提高ZTA陶瓷材料的綜合力學(xué)性能。
　　4.對(duì)不同La2O3/Y2O3含量的ZTA陶瓷試樣進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，研究了La2O3/Y2O3含量