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陶瓷知识

陶瓷基复合材料的增韧机理,陶瓷氧化锆具有高韧性原因

更新时间  2023-12-16 阅读 146

氧化铝陶瓷材料的结构属于刚玉型,具有自身的离子键合特性,因而滑移系统远小于金属,导致其缺乏一定的韧性和可塑性,因此氧化铝陶瓷的断裂韧性较低,这极大地限制了氧化铝陶瓷的广泛应用。

氧化锆陶瓷的熔点Z高可达2700度,耐热和耐腐蚀性能好,导热系数Z低(约为16.8W/m/k),热膨胀系数Z大,接近金属材料。完全稳定的氧化锆易产生较高的热应力,但部分稳定氧化锆具有强度高、脆性低、断裂韧性高等特点,被认为是发动机上Z有前途的陶瓷材料。

陶瓷基复合材料的增韧机理,陶瓷氧化锆具有高韧性原因

陶瓷基复合材料的增韧机理,陶瓷氧化锆具有高韧性原因

目前应用Z广泛的陶瓷系列有:氧化锆增韧陶瓷、钇稳定氧化锆陶瓷、四方多晶氧化锆陶瓷,这三种陶瓷均具有良好的韧性和高强度,其优异的性能是由于四方氧化锆从应力诱导相变向单斜相变转变,并伴随着体积膨胀。这种现象称为相变增韧。

相变增韧氧化锆陶瓷是一种具有很大发展前景的新型结构陶瓷,通过氧化锆相变可以提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具有优良的力学性能、低的导热性和良好的抗冲击性能。

陶瓷材料具有优异的耐磨性、耐蚀性和高温性能,但由于陶瓷固有的脆性,实际应用范围有限。因此,提高陶瓷材料的脆性,提高其强度,提高其在实际应用中的可靠性,已成为陶瓷材料广泛应用的关键。为了提高陶瓷材料的脆性和强度,近年来提出了各种增韧补强机制,开发了各种高性能氧化锆增韧陶瓷。