ZrO2含量对Al2O3／ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响.pdf

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1、第32卷第8期硅酸盐通报Vol_32No．82013年8月BULLETINOFTHECHINESECERAMICS0CIETYAugust，2013ZrO2含量对Al203／ZrO2复相陶瓷微观结构和力学性能的影响白周喜，高如琴，周宁生，石凯，全建军(1．河南省耕生高温材料有限公司，郑州450001；2．华jE水利水电大学，郑州450011；3．河南科技大学，洛阳471023)摘要：本研究以耐磨结构陶瓷的应用为目标，研究了A1：O。一ZrO：复相陶瓷中加入不同的ZrO：陶瓷材料对微观结构及其力学性能的影响，分析了ZrO：在复相陶瓷中所起的作用。结果表明：随Z

2、rO：含量的增加，在相同烧结温度下，晶粒变小，材料的力学性能提高。当ZrO：加入量为55％时，复相材料的抗折强度503MPa，断裂韧性12．80MPa·IIl，密度4．88g·cm。，硬度(HV)为1432kg·mm。。探讨了A1：O，／ZrO复相陶瓷的增韧机理。关键词：ZrO2含量；A1：O．ZrO2复相陶瓷；力学性能；微观结构；增韧机理中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1001—1625(2013)08—1640-05InfluenceofZrO2ContentonMicrostructureandMechanicalPropertiesof

3、AI203／ZrO2CeramicsBAIZhou—xi，GAORu—qin。ZHOUNing—sheng’SHIKai，，QUANJian-jun(1．HenanGengshengHighTemperatureMaterialsCo．Ltd，Zhengzhou450001，China；2．NoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，Zhengzhou450011，China；3．HenanScienceandTechnologyUniversity，Luoyang471023，China)Abst

4、ract：Takingtheapplicationofwear—resistantstructuralceramicsastarget，micro。structureandmechanicalpropertiesofA12O3／ZrO2compositeceramicswithdifferentZrO2contentwerestudied，andtheeffectofZrO2wasanalyzed．TheresultsindicatethatwiththeincreasingofZrO2content，crystalparticlesdecreaseandm

5、echanicalpropertiesimproveinthecomposites．WhentheadditionofZrO2was55％，muhiphasematerialsflexuralstrength，fracturetoughness，densityandhardness(HV)reachrespectively503MPa，12．80MPa·m，4．88g·cm。and1432kg·mm。．TougheningmechanismoftheA12O3／ZrO2multiphaseceramicswasalsoinvestigatedinthispa

6、per．Keywords：ZrO2content；A1203／ZrO2multiphaseceramics；mechanicalproperties；micro。structure；tougheningmechanism引言A1：O是一种综合性能优良的陶瓷材料，因其硬度高、熔点高、耐磨、耐腐蚀、介电性能好、化学稳定性高、价格低廉在现代社会得到广泛应用，但由于其强度、韧性相对较低限制了它在工程技术领域更为广泛的应用。在A1：O，材料中引入ZrO颗粒，利用ZrO的相变增韧，可以改善氧化铝陶瓷的强度和韧性，该类材料可用于如石油陶瓷缸套、柱塞及管道等耐磨部件，提高产

7、品的性能和寿命。近年来，很多学者对该复基金项目：国家火炬计划(2010GH31365)作者简介：白周喜(1963．)，男，硕士．主要从事无机非金属材料方面的研究．E-mail：bzx．gs@163．tom第8期白周喜等：ZrO含量对A1O，／ZrO复相陶瓷微观结构和力学性能的影响1641相陶瓷进行了大量研究，ZrO：增韧AI0，(ZTA)受到广泛重视，但该类研究大多集中在ZrO：含量小于30％(重量比)。本研究采用超细研磨工艺，在实验的基础上探讨较高ZrO添加量对A10，／ZrO：复相陶瓷材料微观结构及性能的影响。2实验2．1实验原料及仪器实验所用原料为：仪

8、一A10，为工业纯，粒径为2m；氧化锆、氧化镁、氧化