zro2增韧Al2O3陶瓷
纳米二氧化锆及纳米三氧化二铝增韧陶瓷最佳添加比例
纳米二氧化锆及纳米三氧化二铝增韧陶瓷最佳添加比例纳米材料科技报作者：QQ1498204641 纳米二氧化锆粉体作为第二相颗粒填加到其它陶瓷基体中可起到相变增韧作用。
近年来二氧化锆陶瓷优良的力学性能也引起了口腔医学家们的关注，成为引人注目的新型牙科材料。
除了传统的增韧方法，近年来纳米科技的发展使新材料、新技术不断涌现，纳米陶瓷被认为是解决陶瓷脆性的战略途径。
当前纳米二氧化锆（VK-R30Y3 粒径30nm）及纳米二氧化锆复合陶瓷已成为材料学界的研究热点纳米二氧化锆复合陶瓷的制备①填加不同比例纳米二氧化锆粉体的纳米复合陶瓷将体积比为3％、5％、10％、15％、20％、30％的纳米ZrO2(3Y)粉体（VK-R30Y3 粒径30nm）分别加入微米级氧化锆造粒粉中，球磨混匀，250Mpa 干压成型，对烧结后试样进行线收缩率、密度、表观气孔率、力学性能测试及XRD相结构分析和SEM观察，结果表明，加入3％、5％、10％ZrO2(3Y)纳米粉（VK-R30Y3 粒径30nm）组三点弯曲强度和断裂韧性值与对照组(纯造粒粉陶瓷)相比均有统计学意义，其中添加10％纳米粉的陶瓷试样力学性能最好，其三点弯曲和断裂韧性值分别为673.17±47.19Mpa和9.01±0.82Mpa·m1/2。
②填加不同比例纳米α-三氧化二铝（VK-L30，30nm，纯度99.99%）粉体的纳米Al2O3/ZrO2(3Y)复合陶瓷将体积比分别为3％、5％、10％、15％、20％、30％的纳米α-Al2O3粉体加入微米级氧化锆造粒粉中，球磨混匀，250Mpa干压成型，烧结后测试各组试样性能指标。
结果表明，加入3％、5％α-Al2O3纳米粉组三点弯曲强度和断裂韧性值与对照组相比有统计学意义，其中添加5％纳米粉的陶瓷试样力学性能最好，其三点弯曲和断裂韧性值分别为659.17±46.54Mpa和8.55±0.89Mpa·m1/2。
固相含量对氧化锆增韧氧化铝陶瓷注凝成型的影响
固相含量对氧化锆增韧氧化铝陶瓷注凝成型的影响内容摘要采用低毒的单体N,N－二甲基丙烯酰胺(DMAA)制备了氧化锆增韧氧化铝(ZrO2/Al2O3)陶瓷。
讨论了分散剂的用量、ZrO2/Al2O3浆料的PH值、粉体所占浆料的固相体积分数、球磨时间对ZrO2/Al2O3浆料黏度的影响。
并研究了注凝成型ZrO2/Al2O3坯体的相关力学性能。
结果表明，当浆料PH值为9，分散剂的添加量为ZrO2/Al2O3粉体质量的0.6％，球磨时间为4h，ZrO2/Al2O3浆料具有最小的黏度。
用DMAA制备得到的ZrO2/Al2O3坯体结构均匀，抗弯强度达到26MPa。
采用48%固相体积分数的桨料制备的坯体,经烧结后，ZTA 样品的抗弯强度和断裂韧性分别达549.4MPa 和6.34 MPa·m1/ 2。
关键词：注凝成型 DMAA 黏度 ZrO2/Al2O3陶瓷抗弯强度AbstractThe low toxicity monomer N, N - dimethyl acrylamide (DMAA) was prepared zirconia toughening alumina (ZrO2 / Al2O3 )ceramics. The dosage of the dispersant, ZrO2 / Al2O3 slurry PH, powder of slurry solid phase volume fraction, ball grinding time on ZrO2/ Al2O3slurry viscosity influence. And studied the note type ZrO2/ Al2O3 condensed body mechanics performance. Results show that when the slurry PH value of 9, dispersant of the adding amount of ZrO2 / Al2O3 powder is 0.6%, ball grinding time is 4 h, ZrO2 / Al2O3 slurry has the smallest viscosity. With preparation of ZrO2 / Al2O3DMAA uniform slab structure, bending strength is 26 mpa. Using solid phase volume fraction of 48% propeller preparation of blank, after sintering, bending strength and fracture toughness of ZTA sample respectively 549.4 MPa and 6.34 MPa·m1/ 2.Key words:note the condensed typeDMAA. ViscosityZrO2/Al2O3body bending strength固相含量对氧化锆增韧氧化铝陶瓷注凝成型的影响Solid content of zirconia toughening alumina ceramics notecondensed type氧化铝陶瓷是目前氧化物陶瓷中用途最广、产量最大的陶瓷材料[1]。
(Y,Ce)—ZrO2增韧92Al2O3陶瓷的研究
２ 实 验
２ １ 粉 体 制备 。
求 也越 来 越 高 ， 在煤 炭 、 山 、 电 、 泥等 工 业领 矿 热 水 域 中 ， 于输 煤 、 用 输粉 、 渣 等设 备 的 内衬 材 料 ， 输 因 其 长期 受 到 冲刷 ， 损 十分 严重 ， 响 整个 系 统 的 磨 影 安 全运 行 。采 用 耐磨 抗 冲击 氧 化铝 精细 陶瓷作 衬 里 ， 解决 这 些 问题 的 有效 途 径之 一 ， 但适 用 于 是 不 封闭式输粉 、 渣管道 ， 适用于敞开式输料道 、 输 还 高 速旋 分设 备 等 场 合 ， 抗 物 料 冲击 和 耐 长 期 冲 有 刷 磨损 的 特点 。此 外 ， 在选煤 、 油生 产和 建 材 陶 石 瓷中 ， 弧形 板 、 动磨 罐 等 各种 薄 壁异形 抗 冲击耐 振
将在 各 个 温 度 烧 成 的 试 样 加 工 成 ３ ｍ ｍ ｍ ｘ４ ｍ ｘ
３ｒ ６ ｍ的 试 条 后 ， 粒 度 为 ５ ｒ， ｎ ２ｔ １ ｎ ａ 用 ｔｎ ３ Ｉ＇ ｂ ￣ ｍ， ｆ ， ｎ
增 韧 陶瓷 中 ， 为 显 著 的 就 算 氧 化 锆 增 韧 氧 化 铝 最
（Ｔ ） Ｚ Ａ 陶瓷 ’ｊ ， ３ 但迄 今为止 ， 了 还鲜有文献报道
复合添加剂 抗弯强度
断裂韧性
１ 言
随着现 代 工业 技 术 的 高速 发 展 ， 耐磨 、 高 对 耐
温 陶瓷 材料 的 需 求 越 来 越 迫 切 ， － ￣ 性 能 要 同ｎ ｘ 其 ， ｊ
自 制复合添加剂稳定的ｚｏ ］ ，ｆ 增韧９Ａ ０ 陶瓷 ， ２１ ３ ２
进 行 了 初步 研究 。
韧 ， 且 当 （ ，Ｙ，Ｃ ） ｒ２ 粉 的 加 入 量 为 ２ ％ （ 量 分 数 ） ， 样 在 １５ ￣ 烧 成 时 ， 料 的 抗 弯 强 并 １５ ４ ｅ 一ＺＯ 微 ０ 质 时 试 ５０Ｃ 材
问:什么是氧化锆增韧氧化铝陶瓷?其增韧机理是什么?制备工艺有哪些?
问：什么是氧化锆增韧氧化铝陶瓷？其增韧机理是什么？制备工艺有哪些？佚名【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】2页(P78-79)【正文语种】中文答:1 氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料简介氧化铝陶瓷具有优良的电性能、机械性能、化学稳定性，是目前应用非常广泛的陶瓷材料之一。
但其断裂韧性较低，一般为2.5～4.5 MPa·m，严重地限制了它在更广泛领域中的应用，从而增强氧化铝陶瓷断裂韧性成了当前研究的热点之一。
氧化锆增韧氧化铝(ZirconiaToughened Aluminum，ZTA)陶瓷材料，它是在氧化铝母相基质中引入一定量的相变材料氧化锆所形成的一种复相精细陶瓷材料。
由于氧化铝的硬度大、氧化锆的韧性好，这两种材料形成了高强度、高韧性的优异复合体，在常温下具有更高的抗折强度和断裂韧性，因而具有出色的耐磨性能。
因此这种复相陶瓷材料既具有氧化锆陶瓷高韧和高强度的特性，又具有氧化铝陶瓷高硬度的优点，而且随着这种综合力学性能的提高，其耐磨性也得到了较大的提高。
2 氧化锆增韧氧化铝陶瓷的增韧机理目前，提高氧化铝陶瓷断裂韧性有许多途径，主要有：应力诱导相变增韧、相变诱发微裂纹增韧、表面诱发强韧化和微裂纹分叉增韧等。
在实际材料中，究竟何种机制起主导作用，在很大程度上取决于四方相氧化锆(t-ZrO2)向单斜相氧化锆(m-ZrO2)马氏体相变程度的高低及相变在材料中发生的部位。
2.1 应力诱导相变增韧当部分稳定的t-ZrO2弥散在Al2O3陶瓷基体里，即存在t-ZrO2与m-ZrO2的可逆相变特性，晶体结构的转变伴随有3%～5%的体积膨胀。
由于二者具有不同的热膨胀系数，烧结完成后，在冷却过程中，ZrO2颗粒周围则有不同的受力情况。
当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力而ZrO2的颗粒度又足够小时，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时ZrO2仍可保持四方相。
当材料受到外应力时，基体对ZrO2的压制作用得到松弛，ZrO2颗粒即发生t-m相变，形成一相变过程区。
陶瓷材料的增韧机理
陶瓷材料的增韧机理引言:现代陶瓷材料具有耐高温、硬度高、耐磨损、而腐蚀及相对密度轻等许多优良的性能。
但它同时也具有致命的弱点,即脆性,这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。
因此,陶瓷材料的强韧化问题便成了研究的一个重点问题。
陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这就是陶瓷脆性的本质原因。
人们经过多年努力,已探索出若干韧化陶瓷的途径,包括纤维增韧、晶须增韧、相变增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。
这些增韧方法的实施,使陶瓷材料的韧性得到了较大的提高,使陶瓷材料在高温结构材料领域显示出强劲的竞争潜力。
增韧原理：1.1纤维增韧为了提高复合材料的韧性,必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。
任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击),吸收能量的方式无非是两种:材料变形和形成新的表面。
对于脆性基体和纤维来说,允许的变形很小,因此变形吸收的断裂能也很少。
为了提高这类材料的吸能,只能是增加断裂表面,即增加裂纹的扩展路径。
纤维的引入不仅提高了陶瓷材料的韧性,更重要的是使陶瓷材料的断裂行为发生了根本性变化,由原来的脆性断裂变成了非脆性断裂。
纤维增强陶瓷基复合材料的增韧机制包括基体预压缩应力、裂纹扩展受阻、纤维拔出、纤维桥联、裂纹。
1.2 晶须增韧陶瓷晶须是具有一定长径比且缺陷很少的陶瓷小单晶,因而具有很高的强度,是一种非常理想的陶瓷基复合材料的增韧增强体[8]。
陶瓷晶须目前常用的有SiC 晶须,Si3N4晶须和Al2O3晶须。
基体常用的有ZrO2,Si3N4,SiO2,Al2O3和莫来石等。
采用30%(体积分数)B2SiC晶须增强莫来石,在SPS烧结条件下材料强度比热压高10%左右,为570MPa,断裂韧性为415MPa#m1/2，比纯莫来石提高100%以上。
王双喜等[10]研究发现,在2%(摩尔分数)Y2O32超细料中加入30%(体积分数)的SiC晶须,可以细化2Y2ZrO2材料的晶粒,并且使材料的断裂方式由沿晶断裂为主变为穿晶断裂为主的混合断裂,从而显著提高了复合材料的刚度和韧性。
zro2增韧Al2O3陶瓷
zro2增韧Al2O3陶瓷的制备(ZTA)摘要:ZrO2/Al2O3复相陶瓷是高温结构陶瓷中最有前途的材料之一,由于其优越的性能和丰富的原料来源,已受到广泛的关注,成为陶瓷材料领域研究的一大热点.本文对氧化锆/氧化铝复相陶瓷的复合机理、最近几年粉体制备常用和最新工艺和ZTA陶瓷应用方面的研究进展进行了综述,并对ZTA复相材料今后的发展进行了展望.关键词:ZTA;增韧机理;复合粉体制备;研究进展;发展趋势Abstrac t:Zirconia toughened aluminum (ZTA) hasbeenwidely studied as a new type of toughened ceramic.The aim of this investigation is to review the recent literatures on its synthesismechanisms, new preparation.methods of composite powders and applications. The problems in preparation techniques and developmental trend are discussed aswel.lKey words:ZTA; strengthening and tougheningmechanisms; preparation technology of composite powders;current research situation; development trendAl2O3陶瓷被广泛应用于一些耐高温、强腐蚀环境中,而Al2O3陶瓷断裂韧性较低的致命弱点,限制了它更大范围的使用.采用ZrO2相变增韧、颗粒弥散强化或纤维及晶须补强等方法,可使陶瓷材料的力学性能大大提高,是先进复相结构陶瓷材料的重要发展方向.从ZrO2/Al2O3系统相图[1]可知,即使在很高的温度下ZrO2与Al2O3之间都不会生成固溶体,这就为研究ZrO2/Al2O3复相陶瓷提供了理论依据.由于，ZTA陶瓷是zro2增韧陶瓷中效果最佳者，近年来,不少学者对该系统复相陶瓷进行了大量研究,随着复相陶瓷技术的发展, ZTA 复相陶瓷的研究成为陶瓷材料领域研究的一大热点.本文就近年来国内外文献对ZTA陶瓷的复合机理、制备方法、发展趋势等研究进展做如下综述.一、ZTA陶瓷的增韧机理ZTA陶瓷的增韧机理是晶须及纤维增韧,第二相弥散强化增韧, ZrO2相变增韧,以及与金属复合形成金属基复相陶瓷，残余应力增韧等等。
纳米ZrO2增韧Al2O3复合陶瓷的超声磨削性能
基 金 项 目 ： 南 省 创新 人 才基 金 项 目（ ４ １０ ２ ０ 河 ０ ２ ０ １０ ） 作 者 简 介 ： 铁 林 （ ９ ２一） 男 ， 南 新 化 人 ， 士 生 段 １８ ， 湖 硕
收稿 日期 ： ０ ５—１ ２０ ２—２ ０
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中 图 分 类 号 ： Ｇ ８ ．９ ； Ｍ ８ Ｔ ５０ ６９ Ｔ ２６ 文献标识码 ： Ａ
０ 前 言
工程 陶瓷材料 由于其 高 硬度 、 高脆 性而 成 为难加 工材 料 。研 究 表 明 ， 在微 米级 陶瓷基 体 中引 人 纳米 分散 相进 行 复合 ， 可使 陶瓷材 料 的强度 、 韧性 大 大提 高 ， 可提高 材 料 的硬度 、 还 弹性 模 量 、 抗蠕 变性 等 。 近 年来 ， 多学者 已对纳 米复 合 陶瓷 的制备 过程 、 许 内部 构造 和 可加 工机 制 有 了一定 的研 究 ， 取 得 了较 并 大的进 展 ， 国内对 纳米 复合 陶瓷 的磨 削加 工性 能 的研 究 报道 很少 。 但 目前 ， 陶瓷 材 料 可磨 削 加 工 性 能 的研 究 相对 落后 ［Ｉ】 因此 开 展 磨 削加 工 陶瓷 材 料 的 研究 十 分 紧 ４， 迫 。本 文利 用超 精 密磨 床进 行 了纳 米 Ｚ Ａ的磨 削 加 工 试 验 ， 讨其 材 料 去 除 机 理 和可 磨 削 加 工 性 ， Ｔ 探 为 陶瓷材 料 的工业 化 应用 提供 技 术支持 。
密度 ／ ｇ ｃ ３ （／ ｍ ） 断 裂 韧 性／ Ｍ ａ ｍ ） （ Ｐ・ 维 氏 硬 度 ／ Ｇ ａ （ Ｐ）
特 性
４． ２ — ５． ０ ６ １ ６． — ８． ９ ２
２１
修 整 砂 轮 金 剐 石 砂 轮 粒 度
Al2O3陶瓷材料中添加不同量ZrO2
Al2O3陶瓷材料中添加不同量ZrO2的力学性能影响目的：分析在Al2O3陶瓷材料中添加不同量的ZrO2后，陶瓷的力学性能变化以及耐磨损的效果，从而得到最优的Al2O3陶瓷材料中ZrO2添加量。
方法：运用热压烧结法制备Al2O3陶瓷，第一组采用99.6vol% Al2O3（ＡＤ９９５）、第二组采用Al2O3中添加１５ｖｏｌ％的ZrO2，第三组采用Al2O3中添加25ｖｏｌ％的ZrO2。
针对符合材料细观力学理论，并充分考虑到ZrO2的相变特性，建立起了两者之间的力学结构模型。
结果：在氧化铝材料中添加了细化氧化锆晶体后，陶瓷材料的致密性有了明显提升，三组实验中所制得的陶瓷材料中的力学性能图线呈现应力-应变曲线类线性关系。
第一组陶瓷的断裂韧性为5.38MPa·m0.5,第二组陶瓷材料的断裂韧性为8.37 MPa·m0.5，较上一组实验的断裂韧性提升了大约50%；第三组实验所制得的陶瓷材料的断裂韧性为10.53 MPa·m0.5。
结论：进而说明，伴随着ZrO2增加量的提升。
陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加，这一变化趋势与实验结果有良好的一致性。
未增加ZrO2材料层的磨损形式主要是磨粒磨损，而两组增加了加ZrO2材料层的磨损形式主要是黏着磨损。
1 引言陶瓷材料是人类应用最早的材料之一。
它是一种天然或人工合成的粉状化合物，经过成形或高温烧结，由金属元素和非金属的无机化合物构成的多相固体材料川。
陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、高强度、高硬度、抗氧化等诸多优点，近年来逐渐从传统应用行业扩展到航空航天、生物医疗、汽车、建筑等更为广阔的应用领域。
但氧化铝陶瓷材料由于本质上是一种脆性材料，由于自身结构和键性的原因，滑移系统少，位错产生和运动困难，导致韧性较低，也严重限制了其应用和发展。
ＺｒＯ２增韧Ａｌ２Ｏ３陶瓷是最早开发的Ａｌ２Ｏ３陶瓷基复合材料。
ＺｒＯ２自身马氏体转变引起的裂纹韧化和残余应力韧化可使其韧性得到显著提高，这也是对Ａｌ２Ｏ３陶瓷增韧使用最多且效果最好的增韧方法之一［２－３］。
氧化铝陶瓷分析解析
耐磨陶瓷主要技术指标
项目
指标
氧化铝陶瓷含量 ≥92%
密度
≥3.6 g/cm3
洛氏硬度
≥80 HRA
抗压强度
≥850 Mpa
断裂韧性
≥4.8MPa·m1/2
抗弯强度
≥290MPa
导热系数
20W/m.K
热膨胀系数
7.2×10-6m/m.K
Sintering of nanopowders
Initially the dried powders were presintered at 600 ℃ to remove the organic and other residues present in the material and then ground into fine mixing by both sintering techniques.Further the presintered powder was mixed with 2wt% of PVA binder and then cylindrical pellets were uniaxially compacted at a pressure of 4 tones for 3 min.
目前改善氧化铝陶瓷的断裂韧性有以下几种途 径:
(1)颗粒弥散增韧; (2)纤维和晶须增韧; (3)氧化 锆相变增韧; (4)复合增韧; (5)自增韧等。
颗粒弥散增韧
颗粒弥散增韧机理主要有热应力诱导微裂纹增 韧、切应力阻碍微裂纹扩展(钉扎微裂纹)增韧、 微裂纹偏转与分支、弱化应力集中增韧及细化 基体晶粒。颗粒弥散增韧与温度无关,可以作为 高温增韧机制。对颗粒增韧氧化铝陶瓷的研究 中, 主要以高熔点、高强度、高弹性模量的碳 化物、氮化物、硼化物第二相粒子和具有延展 性的金属颗粒为增韧相
【精品文章】总结：Al2O3基陶瓷材料增韧方法介绍
总结：Al2O3基陶瓷材料增韧方法介绍
Al2O3基陶瓷材料以其优异的耐磨性、耐高温、耐腐蚀、硬度高，且化学稳定性强等特点，具有广阔的应用前景。
然而其缺点是韧性低，容易发生脆断，因此，提高氧化铝陶瓷材料的韧性是其能够在各个领域中进一步推广应用的前提。
图1 Al2O3基陶瓷材料
氧化铝陶瓷常见的增韧方法主要有颗粒弥散增韧、相变增韧、晶须增韧、原位生长增韧、复合协同增韧等方式。
一、颗粒弥散增韧
颗粒弥散增韧主要是在Al2O3陶瓷基体中加入高弹性模量的非金属或具有延性的金属作为第二相粒子，高弹性模量颗粒在基体材料拉伸时阻止横向截面的收缩。
要达到和基体相同的横向收缩，必须增加纵向拉应力，使材料强化。
增加外界拉应力就使材料消耗更多的能量，因此具有增韧效果。
颗粒弥散增韧Al2O3基陶瓷材料主要分为金属颗粒增韧和非金属颗粒增韧。
1、金属颗粒增韧
Al2O3基陶瓷材料可以通过添加金属颗粒相提高其力学性能，颗粒弥散相可以引入延性金属相。
目前，延性金属相也被证明是一种很有前途的增韧方法，添加的金属颗粒主要包括Al、Ni、Ag、Cu、Fe等。
金属颗粒增韧主要利用裂纹尖端未断裂的颗粒在裂纹上下表面起桥联作用，一方面阻止裂纹的张开而减小裂纹尖端的应力强度因子，另一方面因裂纹扩展而使颗粒发生塑性变形，消耗裂纹尖端的能量，达到增韧的目的。
ZrO2对Cr2O3-Al2O3陶瓷增韧的影响
ｖ １ ｏ№ ． ｏ２ ． ４ Ｄ ｃ ０７ ｅ ０ ．２
文章 编 号 ：０ ６—１ ３ （０ ７０ １０ ０ ７ ２０ ）４—０ ５ —０ ００ ５
Ｚ Ｏ 对 Ｃ ２ ３ ２ ３ 瓷 增 韧 的 影 响 ｒ２ ｒＯ 一 陶 Ａｌ Ｏ
宋 国敬 ， 戚 凭 ， 孟 涛
收 稿 日期 ： ０ ７—０ —２ ２０ ７ ０ 作 者 简 介 ： 国敬 （９ １一 ， ， 宋 １ ８ ） 男 山东 泰安 人 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 为无 机非 金 属 材 料 。 硕 研
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第 ４ 期
１ ３ 试样 的热 处理 ．
氧 化铝 小 ， 裂纹 扩 展 时相 变容 易 发生 ｌ 。本研 究 利用 Ｘ Ｄ 和 Ｓ Ｍ 分 析 了 Ｚ Ｏｚ Ｃｒ 一 ２ 陶 瓷韧 在 ＿ ４ ］ Ｒ Ｅ ｒ 对 ２ Ａ１ ０。 Ｏ。 性 的影 响 ， 以及 晶相种 类与 显微结 构 之 间的关 系 。
１ 实 验
１ １ 原料 与配 比 ．
实验所 用 的原料 有分 析纯 Ｃ ２ ３ Ａｌ 、 Ｏ、 ｒ （ Ｙ—Ｔ Ｐ ， ｒＯ 、 ２ Ｍｇ Ｚ Ｏ２ ３ ０３ Ｚ ） 选取 Ｃｒ０ 、 ２ 和 Ｍｇ 的质 量 分 ２ ３ Ａｌ Ｏ３ Ｏ
数分 别为 ６ ，０ 和 ２ ， ８ ３ 以此作 为基 础 陶瓷粉体 ， 为 Ｃ 记 ＡＭ， 后加 入不 同质 量分 数 的 ＺＯｚ 然 ｒ 。按表 １中
７年 １２月
青 岛 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊ Ｒ ＡＬ Ｏ Ｎ Ｄ Ｏ ＮＩ ＥＲ Ｉ Ｙ （ ａｕａ Ｓ ｉ ｃ ｄｔ ｎ ＯＵ Ｎ ＦＱＩ Ｇ Ａ Ｕ Ｖ Ｓ Ｔ Ｎ ｔｒ ｌ ｃｅ ｅＥ ｉｏ ） ｎ ｉ
保温 １ 。 ２ｈ 采用 ＷＥ Ｓ一１０型 电液 伺服 万能 试验 机对 热处 理前 和热 处 理后 的陶瓷 样 品进 行 断 裂韧性 的测 试 ， ０ 通过
氧化锆增韧氧化铝陶瓷的研究现状
19中国粉体工业 2021 No.2氧化锆增韧氧化铝陶瓷的研究现状国运之/文【摘要】由于氧化铝陶瓷具有耐磨、耐高温、耐酸碱、硬度高等特点，而且还具有优异的电性能和化学稳定性，故而氧化铝陶瓷材料也成为了一种应用最为广泛的陶瓷材料之一。
然而，由于氧化铝陶瓷存在断裂韧度差、脆性大的缺点，使其应用范围受到一定的限制。
而氧化锆具有好的断裂韧性，其可以通过相变增韧来提高材料的力学性能，于是研究者们提出用氧化锆增韧氧化铝陶瓷的思路，多年来也进行了实践并得到了广泛的应用。
【关键词】氧化锆；氧化铝陶瓷；增韧；ZTA；制备方法1.ZTA 陶瓷粉体的制备方法Al 2O 3陶瓷以其高强度、高硬度、高耐磨、抗氧化及抗热震等优异性能，在机械、电子、化工等领域得到广泛应用[1]。
纯Al 2O 3陶瓷的高温性能好，但韧性不足，抗冲击能力差，切削时易发生轻微崩刃，通过在Al 2O 3基体中添加增韧材料，可明显改善这一现象[2]。
在ZTA 陶瓷中，Al 2O 3基体上均匀弥散分布着ZrO 2粒子，随着温度的变化，ZrO 2粒子发生相变，这种相变属于马氏体相变，会相应的产生体积膨胀和切应变，导致张应力和微裂纹的形成。
某些小尺寸的ZrO 2粒子在张应力的作用下产生微裂纹，这些裂纹局限在小尺寸晶粒中，其萌生和扩展等都会消耗外应力场的能量，进而提高Al 2O 3陶瓷的韧性和强度[3，4]。
ZTA 陶瓷的制备工艺主要包括ZrO 2/Al 2O 3复合粉体的制备、坯体成型及烧结等工序。
要制备性能优异的氧化锆增韧氧化铝陶瓷，获得优质的ZrO 2/Al 2O 3复合粉体是重要前提[5]。
氧化锆增韧氧化铝陶瓷复合粉体的2.氧化锆增韧氧化铝陶瓷成型粉体的成型可分为干法成型和湿法成型。
干法成型又包括传统干压成型、等静压成型等[5]。
传统干压成型可使粉体成为一个较低密度素坯，也可压碎粉体间的软团聚，而等静压成型（常用的是冷等静压），它是以液体作为压力传递介质，素坯可以更加均匀的受压，冷等静压成型主要是为了使素坯获得更大的致密度，从而将坯体在高压下再次成型以得到密度高、气孔小、均匀性好的坯体。
zta陶瓷 高强度原理
ZTA陶瓷，即氧化锆增韧氧化铝陶瓷（Zirconia Toughened Alumina Ceramic），其高强度原理主要源于以下两个关键因素：
1. 微观结构设计：
在氧化铝（Al₂O₂）基体中引入氧化锆（ZrO₂）颗粒或晶须作为第二相材料。
当氧化锆颗粒分散在氧化铝基质中时，由于两者热膨胀系数的差异，在温度变化过程中会产生一定的应力场。
这种应力场使得氧化锆颗粒周围形成微裂纹，这些预先存在的微裂纹在后续受力过程中起到阻止裂纹扩展的作用，通过裂纹偏转、桥联等机制消耗能量，从而显著提高材料的断裂韧性。
2. 相变增韧：
部分氧化锆颗粒在一定温度下会发生四方相到单斜相的马氏体相变，这种相变伴随着体积变化，会在颗粒内部产生压缩应力，当外加载荷作用于陶瓷材料时，这些预置的内应力可以抵消一部分外加拉伸应力，有效抑制裂纹的形成和扩展，增强材料的抗冲击性和韧性。
因此，通过上述微观结构的设计和相变效应，ZTA陶瓷能够在保持氧化铝高硬度特性的同时，极大地改善了传统氧化铝
陶瓷易脆的弱点，从而实现了在常温下具有较高的抗折强度和断裂韧性，是一种典型的复相陶瓷强化与增韧技术的应用成果。
氧化铝陶瓷增韧
1)应力诱导相变增韧：应力诱导相变增韧是利用应力诱导四方ZrO2马氏体相变来改变陶瓷材料的韧性，当部分稳定ZrO2增韧陶瓷烧结致密后，四方晶型ZrO2颗粒弥散分布与陶瓷基体中，冷却时亚稳态的四方晶型颗粒受到基体的抑制而处于压应力状态，这时基体中沿颗粒连线方向也处于压应力状态。
材料在外力作用下所产生的裂纹尖端附近由于应力集中的作用，存在张应力场，从而减轻了对四方相的束缚，在应力诱发作用下发生四方相(t-ZrO2) 转变成单斜相(m-ZrO2)的马氏体相变，将引起3%～5%的体积膨胀，而相变颗粒的剪切应力和体积膨胀对基体产生压应变，使裂纹停止延伸，以致需要更大的能量才使主裂纹扩展，即在裂纹尖端应力场的作用下，ZrO2粒子发生马氏体相变而吸收了能量，外力做了功，从而提高了断裂韧性。
2)微裂纹增韧：ZrO2在由四方相向单斜相转变时，因体积膨胀产生的微裂纹将起到分散基体中主裂纹尖端能量的作用，不论是陶瓷在冷却过程中产生的相变诱发微裂纹，还是裂纹在扩展过程中其尖端区域形成的应力诱发相变导致的微裂纹，都将起到分散主裂纹尖端能量的作用，并导致主裂纹扩展路径发生扭曲和分叉，从而提高断裂能，引起陶瓷断裂韧性的增加；3)弥散增韧：基体材料中加入ZrO2颗粒，对裂纹起钉扎作用，耗散裂纹前进的动力。
同时，颗粒在基体中受拉伸时阻止横向截面收缩，消耗更多的能量，达到增韧目的。
1)热膨胀失配增韧：热膨胀系数α失配，从而能在第二相颗粒及周基体内部产生残余应力场，假设第二相颗粒与基体之间不发生化学反应，果第二相颗粒与基体之间存在热膨胀系数的失配，即?α=αp―αm不等0(p，m分别表示颗粒和基体)，当?α>0时，第二相颗粒处于拉应力状态而基体径向处于拉伸状态；当?α<0时，第二相颗粒处于压应力状态，切受到拉应力，这时裂纹倾向于在颗粒处钉扎或穿过颗粒。
微裂纹的出现可吸收能量从而达到增韧的目的。
2)裂纹编转：裂纹编转是一种裂纹尖端效应，是指裂纹扩展过程中裂纹尖端遇上偏转剂(颗粒、纤维、晶须、界面等)所发生的倾斜和偏转。
SHS铝热-重力分离法制备ZrO2-Al2O3复相陶瓷复合钢管的增韧分析
SHS铝热-重力分离法制备ZrO2/Al2O3复相陶瓷复合钢管的增韧分析摘要：自蔓延高温合成技术（shs）是制备陶瓷内衬复合钢管的一项重要技术，它具有优异的耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能，且造价低廉，制造工艺简便。
本文着重介绍了shs-重力分离法制备的单一al2o3内衬陶瓷层的不足以及添加zro2形成复相陶瓷衬层的作用与增韧机理。
关键字：shs铝热-重力分离法zro2增韧机理中图分类号：tl25文献标识码： a 文章编号：随着科学技术的发展和应用领域的不断扩展，对钢管内壁的性能要求越来越高，特别是要求高的耐蚀性、耐高温和耐磨损性能[1]。
20世纪70年代，前苏联科学家在研究钛-硼混合物反应时发现了自蔓延高温合成反应，并用于制造复合材料。
我国的shs陶瓷复合钢管技术在“八五”后期开始走入产业化。
shs铝热-重力分离技术是将shs铝热反应与重力分离相结合的技术方法，它的显著特点是所制备的管件无需高速旋转，在制备过程中管件处于直立状态，物料引燃后借助铝热自蔓延过程和燃烧反应产生的陶瓷与铁复相熔体重力分离特性，在燃烧过程中同时实现对钢管内壁的陶瓷涂覆，从而获得陶瓷内衬复合管。
这项技术填补了shs铝热-离心技术在小口径复合管和复合弯管领域的空白[2]。
1. al2o3单相陶瓷复合管存在的问题在钢管内涂覆al2o3单相陶瓷涂层，虽然陶瓷有一系列优异的性能，如优良的高温力学性能、耐磨、耐蚀、电绝缘性好等。
但因这种材料在受外力作用断裂过程中，只有单一的增加新的断裂表面能，没有其他消耗能量的渠道，因此其脆性大，应用受到限制。
通过对shs陶瓷内衬复合管性能评估，发现影响其使用寿命的主要因素是内衬陶瓷层韧性差。
在切割、运输、安装及使用过程中，操作不当会出现内衬陶瓷局部碎裂、崩落现象，影响其使用寿命。
陶瓷材料的增韧一直是材料科学界研究的热点之一。
2. zro2相变增韧zro2属于新型陶瓷，由于它具有十分优异的物理性能及化学性能，不仅在科研领域已经成为研究热点，而且在工业生产中也得到了广泛的应用。
Al_2O_3陶瓷复合材料的研究进展
Al2O3陶瓷复合材料的研究进展Research Progress of A l2O3Ceramic Composit es陈维平,韩孟岩,杨少锋(华南理工大学广东省金属新材料制备与成形重点实验室,广州510640)CH EN Wei ping,H AN M eng y an,YANG Shao feng(Guang dong Key Laborato ry fo r Advanced M etallic M aterials Pro cessing,South China University of T echnolo gy,Guang zhou510640,China)摘要:介绍了A l2O3陶瓷增韧技术和A l2O3陶瓷增强金属基复合材料的研究进展,指出复合增韧是未来A l2O3陶瓷增韧技术的发展方向;金属表面自生A l2O3防护层技术是提高金属耐蚀性,降低成本的有效方法;三维网络Al2O3陶瓷/金属复合材料具有更优良的力学性能;仿生设计和计算机模拟技术是开发新型网络A l2O3陶瓷骨架的重要手段。
关键词:A l2O3陶瓷;复合材料;增韧;增强中图分类号:T B331 文献标识码:A 文章编号:1001 4381(2011)03 0091 06Abstract:The toughening technology of Al2O3ceramic and strengthening of metal matrix composites w ith Al2O3ceramic are described.It is pointed out that compound toughening w ill be the better choice for the toughening technology of Al2O3ceramic in the future;Al2O3ceramic/metal composites w ith network structure have better mechanical properties;self forming Al2O3protective layer on the surface of metal is an effective method for improving resisting corrosion and reducing costs;bionic design and computer simulating are very useful for developing new netw ork Al2O3ceramic skeleton.Key words:A l2O3ceramic;co mpo site;toughening;strengtheningAl2O3陶瓷作为常见陶瓷材料,既具有普通陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀、高硬度等特点,又具备优良的抗氧化性、化学稳定性、低密度等特性,且来源广泛,价格便宜。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（AL2O3）为主体的材料，用于厚膜集成电路。
氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。
因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要.类别氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。
其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。
制作工艺制品除氧化铝纯度在99．99%外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。
采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，一般为重量比在10－30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150－200温度下均匀混合，以利于成型操作。
采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。
若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。
此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2%的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。
欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。
近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。
喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于30℃。
氧化锆增韧氧化铝 成分
氧化锆增韧氧化铝成分
氧化锆增韧氧化铝陶瓷（ZTA）是一种特殊的陶瓷材料，其主要成分是氧化铝（Al2O3）和氧化锆（ZrO2）。
1.氧化铝：这是ZTA陶瓷的基体材料，具有优良的机械性能和化学稳定性。
氧化铝陶瓷本身硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强，被广泛应用于各种领域。
2.氧化锆：这是ZTA陶瓷的增韧相，通常以颗粒形式分布在氧化铝基体中。
氧化锆具有高韧性、高强度和高耐磨性等特点，能够有效提高氧化铝陶瓷的韧性。
当受到外力作用时，氧化锆颗粒会发生相变（从四方相向单斜相转变），吸收能量并阻止裂纹扩展，从而提高陶瓷的整体强度和韧性。
在ZTA陶瓷中，氧化铝和氧化锆的比例可以根据需要进行调整。
一般来说，氧化锆的含量在10%-50%之间。
这种复合材料的性能优于单一材料，具有更高的机械强度、更好的耐磨性和更稳定的化学性能。
因此，ZTA陶瓷被广泛应用于各种要求高性能和可靠性的领域，如机械、化工、电子等。
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zro2增韧Al2O3陶瓷的制备(ZTA)摘要:ZrO2/Al2O3复相陶瓷是高温结构陶瓷中最有前途的材料之一,由于其优越的性能和丰富的原料来源,已受到广泛的关注,成为陶瓷材料领域研究的一大热点.本文对氧化锆/氧化铝复相陶瓷的复合机理、最近几年粉体制备常用和最新工艺和ZTA陶瓷应用方面的研究进展进行了综述,并对ZTA复相材料今后的发展进行了展望.关键词:ZTA;增韧机理;复合粉体制备;研究进展;发展趋势Abstrac t:Zirconia toughened aluminum (ZTA) hasbeenwidely studied as a new type of toughened ceramic.The aim of this investigation is to review the recent literatures on its synthesismechanisms, new preparation.methods of composite powders and applications. The problems in preparation techniques and developmental trend are discussed aswel.lKey words:ZTA; strengthening and tougheningmechanisms; preparation technology of composite powders;current research situation; development trendAl2O3陶瓷被广泛应用于一些耐高温、强腐蚀环境中,而Al2O3陶瓷断裂韧性较低的致命弱点,限制了它更大范围的使用.采用ZrO2相变增韧、颗粒弥散强化或纤维及晶须补强等方法,可使陶瓷材料的力学性能大大提高,是先进复相结构陶瓷材料的重要发展方向.从ZrO2/Al2O3系统相图[1]可知,即使在很高的温度下ZrO2与Al2O3之间都不会生成固溶体,这就为研究ZrO2/Al2O3复相陶瓷提供了理论依据.由于，ZTA陶瓷是zro2增韧陶瓷中效果最佳者，近年来,不少学者对该系统复相陶瓷进行了大量研究,随着复相陶瓷技术的发展, ZTA 复相陶瓷的研究成为陶瓷材料领域研究的一大热点.本文就近年来国内外文献对ZTA陶瓷的复合机理、制备方法、发展趋势等研究进展做如下综述.一、ZTA陶瓷的增韧机理ZTA陶瓷的增韧机理是晶须及纤维增韧,第二相弥散强化增韧, ZrO2相变增韧,以及与金属复合形成金属基复相陶瓷，残余应力增韧等等。
以下简单介绍几种研究较热的增韧途径的机理。
1、应力诱导相变增韧对于ZrO2/Al2O3体系,主要的增韧方式是由ZrO2产生的相变增韧.李世普等人将其解释为[2]：zro2颗粒弥散在Al2O3陶瓷基体中，由于两者具有不同的热膨胀系数，烧结完成后，在冷却过程中，zro2颗粒周围则有不同的受力情况，当它受到基体的抑制，zro2的相转变也将受到抑制。
此外，zro2还有另一个特性，是相变温度随着颗粒尺寸的降低而下降，一直可降到室温或室温以下。
党基体对zro2有足够的压应力，而zro2的颗粒度有足够小，则其相变温度可降至室温以下，这样在室温时zro2仍可以保持四方相。
当材料受到外应力时，基体对zro2的抑制作用得以松弛，zro2颗粒即发生四方相到单斜相的转变，并在基体中引起裂纹，从而吸收了主裂纹扩展的能量，达到增加断裂韧性的效果，这就是zro2的应力诱导相变增韧。
2、微裂纹增韧[3]毫无疑问，在大多数情况下，陶瓷体内存在有裂纹，包括表面裂纹，工艺缺陷，环境条件下诱发的缺陷，当受外力或存在应力集中时，裂纹会迅速扩展导致陶瓷体破坏。
因此，应防止裂纹扩展，消除应力集中，是解决增韧问题的关键。
部分稳定的zro2在发生t-zro2到m-zro2马氏体相变时，相变出现了体积膨胀而导致产生微裂纹。
这样不论是zro2陶瓷在冷却过程中产生相变诱发微裂纹，还是裂纹在扩展过程中在其尖端区域形成的应力诱导相变导致的微裂纹，都将起到分散主裂纹尖端能量的作用，从而提高了断裂能，达到增韧效果。
但是，要实现Al2O3陶瓷的增韧效果，zro2颗粒的尺寸也很重要，其颗粒细度要小，要不大于室温临界相转变直径约0。
7微米[4],而且粒度范围要窄，目的是为了使ZTA陶瓷中同时获得应力诱导相变增韧和微裂纹增韧两种机制。
二、制备方法1、粉体制备。
良好的工艺是获得ZTA陶瓷显著效果的关键，在工艺上，首先是获得优质的均匀分散的ZTA复相粉体，ZrO2在Al2O3基体中分散不均匀、超细粉体的团聚问题等一直是工艺控制的难点。
粉体制备可以有很多不同的方法，物理混合法是制备的主要方法[5],。
以下介绍几种粉体制备方法。
1.1沉淀法沉淀法是常用的zro2-Al2O3粉体制备方法之一，根据不同的可溶性盐溶液和沉淀剂,沉淀法又可分为共沉淀法,表面诱导沉淀法,包裹沉淀法等.共沉淀法中有高濂[6]等以AlCl3.6H2O和ZrOC12。
.8H2O为前驱体,用共沉淀法制备平均晶粒尺寸约20nm的20mo1% Al2O3-ZrO2复相粉体(不含Y2O3稳定剂),该粉体用高温等静压方法,在1000e和200MPa的条件下烧结1h,得到了平均晶粒尺寸为50nm的致密陶瓷,样品密度为理论密度的98%左右；李东红[7]等人研究了以硫酸铝铵、氯氧化锆、碳酸氢铵、氨水和氯化钇溶液为起始原料,在恒定pH值的缓冲溶液(碳酸氢铵、氨水)中,用一步法化学合成ZTA合瓷粉前驱体的新工艺.所得前驱体的主相为AACH(碳酸铝铵)、次相为ZrO(OH)2和Y(OH)3,经1100e锻烧后,得到外观疏松洁白,颗粒均匀微细,烧结活性良好的ZTA超微复合瓷粉.该工艺可用于工业化生产高品质的ZTA陶瓷.刘晓林[8]等人用表面诱导沉淀法达到zro2在基体中均匀分布,同时可以控制颗粒的尺寸，即在pH=5附近Al2O3颗粒与ZrO2前驱体颗粒表面带相反电荷,借助颗粒间的静电引力,使得的ZrOCl2水解产物与充分分散的Al2O3颗粒包裹结合,经醇洗和干燥后,制备出结合紧密,分布均匀Al2O3-ZrO2复相粉体.1.2溶胶-凝胶法王晶[9]等人采用有机盐溶胶-凝胶法,以异丙醇铝和异丙醇锆为原料,制备出粒径为20~ 30nm的不同组分的氧化锆增韧的氧化铝复相粉体,粉体的性能受铝锆摩尔比的制约,且粉体的存在温度为1200e左右,高于此温度粉体发生烧结.溶胶-凝胶技术是制备两相粒子均匀分布复相陶瓷的有效手段,但以醇盐为先驱体的溶胶-凝胶方法,过高成本使之难以应用于结构陶瓷工业化生产.张大海[10]等人提出了一种采用无机盐为先驱体,胺盐为催化剂的溶胶-凝胶新方法,他们以硝酸氧锆和硝酸铝为原料,将原料配成等浓度的溶液,以六次甲基四胺(CH2)6N4为催化剂得到透明溶胶,当混合溶胶水浴升温时, (CH2)6N4发生分解,释放出NH3,NH3再进一步与水作用,生成了OH-,其分解速度随温度的上升而迅速增加,使整个体系的pH值同步提高,Al(OH)3和ZrO(OH)2胶粒均匀成长,胶粒长大到一定尺寸,彼此间通过氢键结合成网络结构,就形成了透明凝胶,陈化、干燥、锻烧后得50%A12O3/50%ZrO2复相粉体.1.3非均匀成核法和液相沉淀法结合包覆法制得的复合陶瓷粉体可以控制粉体的团聚状态，提高弥散相、烧结助剂的混合均匀度，促进烧结，而非均相成核法是制备陶瓷粉体的有效方法。
林洁[11]等人用两者结合法制备ZrO2（3Y）包裹Al2O3粉体，Al2O3纳米复合粉体。
他们发现综合考虑之下，ZrO2相对Al2O3含量为20wt%时ZTA的力学性能较好，从SEM图中也可看出烧结体结构致密，气孔较少。
2、成型2.1注凝成型众所周知,陶瓷材料烧结后很难进行机械加工,且加工成本十分昂贵,人们一直在寻找一种适合复杂形状陶瓷部件的近净尺寸成型技术。
上世纪90年代初,美国橡树岭国家重点实验室M.A.Janny和O.O.Omatete教授发明的注凝成型技术满足了这一要求。
在注凝成型工艺中,低粘度、高分散性、高稳定性、高固相含量陶瓷浓悬浮料浆的制备是其关键技术。
2.1。
1该工艺的基本原理[12]是在低粘度高固相含量的料浆中加入有机单体,在催化剂和引发剂的作用下,使料浆中的有机单体交联聚合成三维网状结构,从而使料浆原位固化成型。
然后再进行脱模、干燥、去除有机物、烧结,即可得到所需的陶瓷零件。
2.1.2注凝成型的工艺特点是：(1)该工艺无须贵重设备,且对模具无特殊要求,是一种低成本技术。
(2)该工艺可用于成型多种陶瓷体系———单相的、复相的、水敏感性的和不敏感性的等。
同时,该工艺对粉体无特殊要求,因此适用于各类陶瓷厂制品,包括硬质合金及耐火材料厂。
(3)凝胶定型过程与注模操作是完全分离的。
(4)注凝成型的定型过程是靠料浆中有机单体原位聚合形成交联网状结构的凝胶体来实现的,所以成型坯体组分均匀、密度均匀、缺陷少。
(5)该工艺制备的生坯强度高,可进行机械再加工,真正实现近尺寸成型2.1.3注浆成型工艺与传统湿法成型工艺的比较如下表1[13]:2.1.4有机单体的选择目前,国内外对注凝成型工艺的研究大多集中在丙烯酰胺体系,工艺条件也趋成熟。
但由于这一体系中使用的有机单体丙烯酰胺和交联剂N.N2亚甲基双丙烯酰胺均有一定的毒性,对人体健康和环保不利。
此外,丙烯酰胺凝胶化反应时,表面易受氧阻聚而产生起皮现象。
即便在氮气保护下也难以完全避免,因而容易给最终产品带来缺陷,因此有机单体的选择十分重要。
2.2高温等静压成型法理论认为,Al2O3和ZrO2不形成固溶体,由于ZrO2存在烧结冷却过程中的马氏体相变,因此在制备ZrO2复合陶瓷时,一般都加入稳定剂.通常认为Al2O3对ZrO2没有稳定作用。
而高濂等人[6]研究发现,Al2O3对ZrO2具有稳定作用.用高温等静压方法在1000e和200MPa的条件下烧结1 h,制备出了平均晶粒尺寸为50 nm的ZrO2/20mo%l Al2O3复相陶瓷,而且所研究的系统中没有加入如Y2O3等这类通常所用的t-ZrO2稳定剂.而且经热等静压处理后, ZTA的强度和韧性可获得显著的改善,其中以强度增加最为显著.2.3其他成型方法陶瓷生产中的许多常见的其他成型方法，可依不同要求选择成型方法，当然要获得良好的致密性，可采用热压法和等静压成型法，此处不再赘述。
3.烧结本文就微波烧结和常压烧结两种烧结对比，讨论ZTA陶瓷的性能。
陶瓷的微波烧结是一种利用微波能使陶瓷材料自身发热的新型烧结工艺。
其主要特点是：烧结温度高。
升温速率快；烧结时问短，高效节能；改善陶瓷的显微结构等．只有微波吸收体才能被微波有效烧结。