含有压电陶瓷颗粒的结构陶瓷基复合材料的制备与性能.pdf

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1、第29卷第5期硅酸盐学报VoI.29，No.52001年10月JOURNALOFtHECHINESECERAMICSOCIEtYOctober，2001!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!含有压电陶瓷颗粒的结构陶瓷基复合材料的制备与性能刘艳改，周玉，贾德昌（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001）摘要：为了研究压电陶瓷颗粒对结构陶瓷力学性能的影响，把不同的压电陶瓷颗粒加入到AI2O3结构陶瓷，发现LitaO3与AI2O3在烧结时能稳定共存.烧结温度高于1

2、400C时，LitaO3发生熔化，冷却后呈网状分布在AI2O3基体晶界；低于1400C烧结，LitaO3颗粒弥散分布在AI2O3基体中.采用200Mpa冷等静压成型，1300C（保温3h）空气气氛下无压烧结，最后于1300C，150Mp（a保温保压1h）氩气气氛下热等静压制备了LitaO3/AI2O3陶瓷复合材料.对其显微结构与力学性能进行了研究，结果表明，LitaO3体积分数为5%的陶瓷复合材料具有最高的抗弯强度与断裂韧性值，分别达到438.7Mpa和5.4Mpa·m1/2.电畴运动和/或压电效应引起的能量耗散是一种新的陶瓷强韧化机制.关键词：压电陶瓷；

3、结构陶瓷；复合材料；力学性能；增韧中图分类号：tG174文献标识码：A文章编号：0454-564（82001）05-0431-04FABRICATIONANDPROPERTIESOFSTRUCTURALCERAMICMATRIXCOMPOSITESDOPEDWITHPIEZOELECTRICPARTICLESLiuYangai，ZhouYu，JiaDechang（SchooIofMateriaIsScienceandEngineering，HarbinInstituteoftechnoIogy，Harbin150001）Abstract：Effectofp

4、iezoeIectricceramicparticIesonthemechanicaIpropertiesofstructuraIceramicswasstudied.ItisfoundthatLitaO3cancoexistwithAI2O3duringsinteringbyaddingpiezoeIectricceramicparticIesintoAI2O3.LitaO3meItedwhensinteredattemperaturesabove1400CandformedanetstructureaftercooIingaroundthegrainb

5、oundariesofAI2O3matrix.AttemperaturesbeIow1400CLitaO3particIesweredistributedhomogeneousIyinAI2O3matrixwhensintered.LitaO3/AI2O3ceramiccompositeswerefabricatedbycoIdisostaticaIIypressingunderapressureof200MpaandpressureIessIysinteringat1300Cfor3hfoIIowedbyhotisostaticaIIypressinga

6、t1300Cunderapressureof150Mpafor1h.themicrostructureandmechanicaIpropertiesofthecompositeswereinvestigated.thebendingstrengthandfracturetough-nessoftheceramiccompositewithLitaOvoIumepercentageof5%reachthehighestvaIuesof438.7Mpaand5.4Mpa·m1/2，respectiveIy.3Energydissipationduetodoma

7、inwaIImotionor/andpiezoeIectriceffectissuggestedasanewstrengtheningandtougheningmechanismince-ramic.Keywords：piezoeIectricceramic；structuraIceramic；composite；mechanicaIproperties；toughening对于压电陶瓷，在外加压应力作用下，具有压电构陶瓷基体发生反应生成非压电相，从而限制了其效应；在机械载荷或外加电场作用下，其中的电畴能强韧化作用的发挥.为了深入探讨压电陶瓷的某些发生运动

8、或变化［1］特性对结构陶瓷力学行为的影响规律，必须解决压.压电效应