常壓法制備ZrO-,2-陶瓷及其耐磨性的研究.pdf

1、該文采用平均粒度為0.65μm、含2mol％Y2O3的ZrO2粉末，經(jīng)冷等靜壓成型和常壓燒結(jié)工藝制備了ZrO2陶瓷，分別利用三點(diǎn)彎曲、單邊切口梁(SENB)法等力學(xué)測(cè)試方法和X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)等分析方法，研究了冷等靜壓成型壓力和燒結(jié)溫度對(duì)ZrO2陶瓷顯微組織及力學(xué)性能的影響，分析了ZrO2陶瓷顯微組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間的關(guān)系，并研究了成型壓力對(duì)ZrO2陶瓷耐磨性能的影響。 首先分別在150MPa、200MP

2、a、250MPa壓力下冷等靜壓成型，經(jīng)1500℃、1小時(shí)常壓燒結(jié)制備出了ZrO2陶瓷材料。三點(diǎn)彎曲加載條件下力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明，冷等靜壓成型壓力為150MPa時(shí)，ZrO2陶瓷材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別為848MPa和12.5MPa·m1/2。隨冷等靜壓成型壓力增加，ZrO2陶瓷的相對(duì)密度下降，導(dǎo)致材料孔隙增多，有效承載面積減小，抗彎強(qiáng)度下降。 然后采用該ZrO2粉末，在200MPa下制得陶瓷坯體，分別在1

3、400℃、1450℃、1500℃、1550℃經(jīng)1小時(shí)常壓燒結(jié)得到了陶瓷材料，經(jīng)力學(xué)性能測(cè)試，1500℃燒結(jié)條件下的陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性分別為711MPa和12.46MPa·m1/2。分析認(rèn)為，隨燒結(jié)溫度的提高，ZrO2顆粒間的自由程減小，同時(shí)坯體氣孔含量相對(duì)減少，有利于燒結(jié)和致密化。但隨著燒結(jié)溫度的進(jìn)一步提高，ZrO2晶粒尺寸超過(guò)了臨界相變尺寸，致使冷卻過(guò)程中產(chǎn)生了一定量的單斜相ZrO2，造成試樣的體積密度下降。