用真空热压烧结法, 向含有SiC颗粒的Ce-TZP陶瓷中添加不同含量的Al2O3颗粒; 通过XRD、SEM、EDS和力学试验设备等研究了Al2O3含量对复合陶瓷力学性能的影响及其强韧化机理。结果表明: 随着Al2O3含量的增加, 复合陶瓷的抗弯强度和断裂韧度呈先升高后降低的趋势, Al2O3物质的量分数为9%时其综合性能最佳; Al2O3颗粒细化了陶瓷晶粒, 对复合陶瓷材料中的裂纹有偏转和桥联的作用; 部分Al2O3颗粒嵌入到ZrO2基体晶粒内, 形成“晶内型”结构, 使材料发生穿晶断裂, 提高了材料的强韧性。

所属栏目

山东省中青年科学家奖励(2005SB08006)

收稿日期

2010/7/82011/6/4

作者单位

刘志刚:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100
刘英才:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100
丁莉莉:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100
荣鼎慧:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100
张玉明:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100
胡校苹:中国海洋大学材料科学与工程研究院, 青岛 266100

备注

刘志刚(1984-), 男, 山西大同人, 硕士研究生。

引用该论文:

LIU Zhi-gang,LIU Ying-cai,DING Li-li,RONG Ding-hui,ZHANG Yu-ming,HU Xiao-ping.Effect of Al₂O₃ Content on Strength and Toughness of Ce-TZP Ceramics[J].Materials for mechancial engineering,2011,35(9):42～44
刘志刚,刘英才,丁莉莉,荣鼎慧,张玉明,胡校苹.Al₂O₃含量对Ce-TZP陶瓷强韧性的影响[J].机械工程材料,2011,35(9):42～44

参考文献

【1】

MASAKI T. Mechanical properties toughened ZrO2-Y2O3 ceramics[J]. Am Ceram Soc,1986,69(8):634-640.

【2】

DOUGHERTY S E, NIEH G, WADSWORTH J. Mechanical properties of 20vol% SiC whisker reinforced, yttria-stabilized, tetragonal zirconia composite at elevated temperature[J]. Mater Res,1995,10(1):113-118.

【3】

DING Z, OBERACKER R, FREI H,et al. Consolidation of Y-TZP/SiC particulate composites by sintering and containerless post-HIPing[J]. Eur Ceram Soc,1992,10(3):255-261.

【4】

BAMBA N, CHOA Y H, SEKINO T. Mechanical properties and microstructure for 3mol% yttria doped zirconia/silicon carbide nanocomposites[J]. Eur Ceram Soc,2003,23(5):773-780.

【5】

TEKELI S, ERDOGAN M, AKTAS B. Influence of α-Al2O3 addition on sintering and grain growth behaviour of 8mol% Y2O3-stabilized cubic zirconia (c-ZrO2)[J]. Ceram International,2004,30:2203-2209.

【6】

贾德昌, 宋桂明.无机非金属材料性能[M].北京: 科学出版社, 2007.

【7】

穆柏春.陶瓷材料的强韧化[M].北京: 冶金工业出版社, 2002.

【8】

WANG C M. Microstructure development of Si3N4-TiN composites prepared by in-situ composting[J].Mater Sci,1995,30:3222-3230.