可加工LaPO-,4-—ZrO-,2-復合陶瓷的研究.pdf

1、LaPO4/ZrO2復合陶瓷既具有高熔點和良好的抗氧化性，又具有良好的生物相容性；這種復合陶瓷界面結合較弱，便于加工時裂紋沿弱界面形成和連接，可以用傳統(tǒng)的金屬加工方法對其進行加工，突破了陶瓷在加工性能上的限制。這使得材料在工程和生物醫(yī)學領域具有更加廣闊的應用前景。 本文以La(NO3)3、H3PO4等為原料，采用化學沉淀法制備了LaPO4粉體。XRD、TEM和維氏硬度測試等研究表明：煅燒溫度超過750℃時，磷酸鑭由六方晶系轉變?yōu)?/p>

2、單斜晶系，平均晶粒尺寸約為20nm。經(jīng)等靜壓成型，1550℃燒結獲得易加工的LaPO4陶瓷，其維氏硬度為5.0 GPa、鉆削速率0.6mm/s。SEM研究表明：LaPO4陶瓷的層片狀結構是材料易加工的主要原因。 通過球磨混合、等靜壓成型、無壓燒結制備了不同LaPO4含量的LaPO4/Y-ZrO2復合陶瓷。電子萬能試驗機、鉆削實驗等研究表明：LaPO4/Y-ZrO2復合陶瓷的力學性能隨著LaPO4含量增加而下降，但鉆削速率隨之逐漸

3、提高。LaPO4含量為30％的復合陶瓷既可滿足加工的需要，又體現(xiàn)出良好的綜合力學性能，維氏硬度、彎曲強度和斷裂韌性分別達到8.16 GPa、337.98 MPa和7.2MPa·m1/2。 重點研究了磷酸鑭含量與添加穩(wěn)定劑對復合陶瓷相變行為的影響。XRD研究表明：LaPO4的加入，促進ZrO2晶粒長大和相變發(fā)生；隨LaPO4含量增加，可相變的四方相ZrO2減少，單斜相ZrO2增加。穩(wěn)定劑Y2O3改變LaPO4/Y-ZrO2復合陶瓷

4、材料中四方相氧化鋯相變的進程，在LaPO4含量小于30％的材料中，添加穩(wěn)定劑促使四方相向立方相轉變，材料中四方相氧化鋯量減少，材料的力學性能惡化：在LaPO4含量大于30％的材料中，Y2O3穩(wěn)定劑阻止四方相氧化鋯向單斜相氧化鋯轉變，材料中四方相氧化鋯量增多，明顯改善材料力學性能。相關工作未見系統(tǒng)報道。 研究了復合陶瓷的微觀結構，SEM等研究表明：LaPO4晶粒所具有的層片狀斷裂性能、強弱界面處裂紋的不連續(xù)擴展性及微裂紋擴展出現(xiàn)連