氧化鋯陶瓷薄片的制備研究.pdf

1、ZrO2具有熔點和沸點高、硬度大、常溫下為絕緣體、而高溫下為導體等優(yōu)良性質。在20世紀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性能獲得了大幅度的提高，極大的擴展了ZrO2在結構陶瓷領域的應用。 本文采用干壓成型后再進行冷等靜壓的技術，對含摩爾分數(shù)3％Y2O3的ZrO2粉末進行成型，并探討了不同條件下的常壓燒結和熱等靜壓燒結工藝對其致密化、顯微組織和力學性能的影響，經(jīng)過系統(tǒng)的測試與分析，得到了一個最佳的3Y-TZP

2、陶瓷燒結致密化工藝。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行測試，反映出采用最佳燒結工藝制得的3Y-TZP陶瓷材料具有優(yōu)異的性能。 對燒結工藝的探討結果表明：在常壓燒結下，分別進行了1300℃×4h和1350℃×4h，以及1400℃×2h和1450℃×2h四個溫度下的燒結，通過對四種燒成條件下

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

4、和維氏硬度分別達到18.7MPa·m1/2和13.7GPa；而在1350℃×4h預燒后，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分別達到14.2GPa和17.7MPa·m1/2。通過對實驗結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，是由材料的顯微結構和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