ZrO2增韌機(jī)理

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1、ZrO2增韌機(jī)制ZrO2增韌機(jī)制有許多種：應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g、相變誘發(fā)微裂紋增韌、表面誘發(fā)強(qiáng)韌化和微裂紋彎曲及分岔增韌。1）相變?cè)鲰gvZrO2顆粒彌散在其它陶瓷基體中，當(dāng)基體對(duì)ZrO2顆粒有足夠的壓應(yīng)力，而ZrO2的顆粒度又足夠小，則其相變溫度可降至室溫以下，這樣在室溫時(shí)ZrO2仍可以保持四方相。當(dāng)材料受到外應(yīng)力時(shí)（張應(yīng)力），基體對(duì)ZrO2的壓抑作用得到松弛，ZrO2顆粒即發(fā)生四方相到單斜相的轉(zhuǎn)變，有7%-9%的體積膨脹，從而導(dǎo)致壓應(yīng)力的產(chǎn)生，不僅抵消了外力形成的張應(yīng)力，而且阻止了進(jìn)一步的相變。這

2、就是ZrO2的相變?cè)鲰g。2）微裂紋增韌v部分穩(wěn)定ZrO2陶瓷在由四方相向單斜相轉(zhuǎn)變，相變出現(xiàn)了體積膨脹而導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋。這樣由ZrO2陶瓷在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的相變誘發(fā)微裂紋，以及裂紋在擴(kuò)展過(guò)程中在其尖端區(qū)域形成的應(yīng)力誘發(fā)相變導(dǎo)致的微裂紋，都將起著分散主裂紋尖端能量的作用。從而提高了斷裂能，稱為微裂紋增韌。3）表面誘發(fā)強(qiáng)韌化v表面強(qiáng)化增韌陶瓷材料的斷裂往往是從表面拉應(yīng)力超過(guò)斷裂應(yīng)力開(kāi)始的。由于ZrO2陶瓷燒結(jié)體表面存在基體的約束較少，t-ZrO2很容易轉(zhuǎn)變?yōu)閙-ZrO2，而內(nèi)部的t-ZrO2由于受基

3、體各方向壓力保持亞穩(wěn)定狀態(tài)，因此表面的m-ZrO2比內(nèi)部多，而轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積膨脹使材料表面產(chǎn)生參與的壓應(yīng)力，可以抵消一部分外加的拉應(yīng)力，從而造成表面強(qiáng)化增韌。4）微裂紋彎曲及分岔增韌第九章1．燒結(jié)：粉末或非致密性物料經(jīng)加熱到低于其熔點(diǎn)的一定范圍內(nèi)，發(fā)生顆粒粘結(jié)、結(jié)構(gòu)致密性增加，晶粒長(zhǎng)大，強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性提高等物理變化，成為堅(jiān)實(shí)集合體的過(guò)程，其中無(wú)液相時(shí)為固相燒結(jié)，有少量液相時(shí)為液相燒結(jié)。1．燒結(jié)與燒成燒成—包括物料的預(yù)熱、脫水、分解、多相反應(yīng)、熔融、溶解、燒結(jié)等多種物理和化學(xué)變化；燒結(jié)—僅指粉料

4、經(jīng)加熱而致密化的簡(jiǎn)單物理過(guò)程，是燒成過(guò)程的一部分。2．燒結(jié)與熔融相同點(diǎn)：都是在高溫下原子熱振動(dòng)引起。不同點(diǎn)：熔融通過(guò)質(zhì)點(diǎn)遷移其間距增大，并且全部組元都處于液態(tài)；燒結(jié)時(shí)質(zhì)點(diǎn)間距變小，且至少有一相是固相；3.燒結(jié)與固相反應(yīng)相同點(diǎn)：二個(gè)過(guò)程開(kāi)始進(jìn)行的溫度都遠(yuǎn)低于熔融溫度，在Tamman溫度開(kāi)始，并且過(guò)程自始至終至少有一相是固態(tài)；不同點(diǎn)：固相反應(yīng)是一化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，至少有二組元參加，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最后形成化合物；燒結(jié)是一物理過(guò)程，可以是單組元或二組元，組元間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。三個(gè)階段的特點(diǎn)分別是什么？液相燒

5、結(jié)與固相燒結(jié)的共同點(diǎn)是：燒結(jié)的推動(dòng)力都是表面能。燒結(jié)過(guò)程也是由顆粒重排、氣孔充填和晶粒生長(zhǎng)等階段組成。液相燒結(jié)與固相燒結(jié)的不同點(diǎn)是：流動(dòng)傳質(zhì)速率比擴(kuò)散傳質(zhì)快，因而液相燒結(jié)致密化速率高，可在較低溫度下獲得致密的燒結(jié)體。1．發(fā)生溶解-沉淀傳質(zhì)的條件：（1）有足夠的液相量；（2）固相在液相內(nèi)有顯著的可溶性；（3）液相能潤(rùn)濕固相。影響燒結(jié)的因素