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氧化铝陶瓷的性能特点介绍

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针对氧化铝陶瓷资料的高脆低韧的特点做了大量研究,根据陶瓷资料的裂纹扩展行为及断裂机理,可知克服陶瓷脆性的关键是有用减少裂纹源和合理控制裂纹扩展速度;进步陶瓷资料自身抵抗裂纹扩展才能和尽量避免应力在裂纹顶端集中。


纳米颗粒弥散增韧是进步氧化铝陶瓷资料强度和耐性简单的增韧方法,根据添加颗粒的属性可以分为刚性颗粒强化和延性颗粒强化。刚性颗粒多为非金属陶瓷颗粒(非金属粉末)。由于非金属粉末具有高弹性模量,作为增韧相添加到Al2O3陶瓷基体中,形成的复合陶瓷资料的耐性强度要比单相Al2O3陶瓷高很多,特别是高温断裂耐性。



延性颗粒强化Al2O3基陶瓷主要是以金属颗粒作为增韧相添加到陶瓷资料的基体中。延性金属单质或金属间化合物颗粒作为增韧相,不仅可细化Al2O3晶粒,改进烧结功能,还能以多种方法阻碍裂纹的扩展,如金属粒子的拔出、塑性变形以及裂纹桥接、偏转、钉扎等效果,进而改进氧化铝陶瓷资料的抗弯强度和断裂耐性。


现在Al2O3基层状增韧陶瓷基体大多是由多层弹性模量,线膨胀系数均不相同的资料构成。这样层状结构设计可以在基体内部形成众多与应力方向笔直的弱界面。在受到外载荷效果下,裂纹在层与层之间弱界面扩展进程中会产生反复的侨接拐折,可以进步资料的整体耐性和对缺点敏感度。


自增韧技能是在一定的工艺条件下,生长出增韧、增强相。它在一定程度上消除了基体相与增韧相在物理或化学上的不相容性,而确保了基体相与增韧相的热力学稳定性。对于Al2O3基陶瓷自增韧技能主要通过在基体中引进添加剂或晶种两种方法来实现Al2O3基陶瓷增韧。


微裂纹增韧是指因热膨胀失配或相变诱发出显微裂纹,这些尺寸很小的微裂纹在主裂纹顶端进程区内张开而涣散和吸收能量,使主裂纹扩展阻力增大,从而使断裂耐性进步。微裂纹增韧在众多的复相陶瓷系统中得到证明,如ZrO2增韧Al2O3陶瓷资料。


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