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这几种技巧一招解决精密氧化锆陶瓷易脆的问题(图)

编辑:科众精密陶瓷厂 日期:20-07-15 阅读:79次

精密氧化锆陶瓷可以说是陶瓷材料中的最具有地位的一种材质了,优秀的特点以及独特的物理和化学性能,让它在工业领域中大展拳脚。如高温热稳定性、隔热性能好、韧性强,熔点高、抗高温和腐蚀、化,在电子陶瓷、功能陶 ...

精密氧化锆陶瓷可以说是陶瓷材料中的最具有地位的一种材质了,优秀的特点以及独特的物理和化学性能,让它在工业领域中大展拳脚。如高温热稳定性、隔热性能好、韧性强,熔点高、抗高温和腐蚀、化,在电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等方面得到了广泛的应用。下面科众陶瓷为大家介绍几种技巧一招解决精密氧化锆陶瓷易脆的问题。


精密氧化锆陶瓷切刀

精密氧化锆陶瓷切刀


陶瓷材料的致命缺点是脆性,低可靠性和低重复性,这些不足严重影响了陶瓷材料的应用范围。因此必须改善精密氧化锆陶瓷的断裂韧性,实现材料强韧化,提高其可靠性和使用

命。


想要稳定陶瓷的坚固性那么就要采取精密氧化锆陶瓷的增韧方式。精密氧化锆陶瓷材料实现增韧的基础是发生t→m相变,主要机制为:相变增韧、微裂纹增韧和残余应力增韧。


相变增韧

亚稳定四方相t-ZrO 2 在裂纹尖端应力场的作用下发生一相变,形成单斜相,产生体积膨胀,从而对裂纹形成压应力,阻碍裂纹扩展,起到增韧的作用。这就是著名的Garvie应力诱导相变增韧机理。另外,相变增韧也是可以应用于功能陶瓷的。如:铁电/压电性畴转变增韧机制,在压电陶瓷材料中,利用使产生裂纹的外应力转变为电能,从而达到增韧的目的。


精密氧化锆陶瓷零件

精密氧化锆陶瓷零件


微裂纹增韧

t→m相变伴随体积膨胀,使得相变区域形成很多微裂纹。当主裂纹在扩展过程中遇到微裂纹,主裂纹的扩展路径将改变方向或分叉。此外,主裂纹尖端除由于应力集中而诱发相变,产生微裂纹,起到分散主裂纹尖端能量的作用,从而提高材料的断裂韧性。当微裂纹相互独立时,微裂纹密度越高,增韧效果越好。


残余应力增韧

陶瓷材料可以通过引入残余压应力达到增强韧化的目的。控制含弥散四方相的 ZrO 2 颗粒的陶瓷在表层发生四方相向单斜相的相变,引起表面体积膨胀而获得表面残余压应力。由于陶瓷断裂往往起始于表面裂纹,表面残余压应力有利于阻止表面裂纹的扩展,从而起到增强增韧的效果。尺寸较小的t相粒子相变时,总膨胀应变小,应变能也小,不足以使基体产生微裂纹,那么这些应变能就以残余应力的形式储存下来。当主裂纹扩展进入残余应力区时,残余应力释放,阻碍主裂纹的进一步扩展,这种韧化机制被称为残余应力增韧机制。


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