氧化鋯陶瓷件結(jié)構(gòu)增韌的方法

氧化鋯陶瓷件的第一種是細化理論，認為氧化鋯陶瓷件加工的引入能抑制基體晶粒的異常長大，使基體結(jié)構(gòu)均勻細化，從而提高氧化鋯陶瓷件復(fù)合材料強度韌性。第二種的穿晶理論，認為復(fù)合材料中，基體顆粒以顆粒為核發(fā)生致密化而將顆粒包裹在基體晶粒內(nèi)部形成晶內(nèi)型結(jié)構(gòu)。這樣便能減弱主晶界的作用，誘發(fā)川晶斷裂，使材料斷裂時產(chǎn)生川晶斷裂而不是沿晶斷裂，從而提高氧化鋯陶瓷件復(fù)合材料強度和韌性。第三種是針孔理論，認為存在于基體晶界的顆粒產(chǎn)生針孔效應(yīng)，從而限制了晶界滑移和空穴，蠕變的發(fā)生。晶界的增強導(dǎo)致復(fù)相氧化鋯陶瓷件韌性的提高。

復(fù)相氧化鋯陶瓷件的力學性能與微觀結(jié)構(gòu)觀察研究表明：復(fù)相陶瓷具有兩個顯著特點。

1）復(fù)相氧化鋯陶瓷件力學性能顯著提高，提高的程度有時達數(shù)倍。

2）復(fù)相氧化鋯陶瓷件具有多重界面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。首先，微米級的基體顆粒0.5-5um形成主晶界。

其次，彌散的顆粒往往不在主晶界，而是處在基體顆粒的內(nèi)部，形成晶內(nèi)型復(fù)合結(jié)構(gòu)，在顆粒與主晶界顆粒間形成次級晶界。氧化鋯陶瓷件晶內(nèi)結(jié)構(gòu)和次級晶界是陶瓷基復(fù)合材料出現(xiàn)的新的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)存在對材料的力學性能有重要影響。

在復(fù)相氧化鋯陶瓷件中，微米或亞微米基體晶粒與增強相顆粒共存，顆粒分布在材料基體晶粒內(nèi)部，增強了氧化鋯陶瓷件晶界強度，大幅度提高氧化鋯陶瓷件的力學性能和可靠性，使易碎的陶瓷可以變成富有韌性的特殊材料，因此氧化鋯陶瓷件成為最接近實用化的陶瓷。