ZTA陶瓷增韌原理

1、氧化鋯晶粒的存在，能固定、強化氧化鋁陶瓷的晶界，從而能減弱裂紋的影響。

2、氧化鋯的彈性模量和熱膨脹系數都與氧化鋁有所不同，由于它們這兩種性質(zhì)的差別，當氧化鋯填充在氧化鋁晶界處時(shí)，氧化鋯晶粒會(huì )受到氧化鋁晶粒對其產(chǎn)生的徑向壓應力，從而被緊緊地夾住，當遇到外力作用時(shí)，裂紋會(huì )發(fā)生偏轉，進(jìn)而提高了陶瓷的斷裂韌性。

       數據分析表明，當燒結溫度低于1500℃時(shí)，燒結體的致密度比較低，說(shuō)明此時(shí)陶瓷中可能還存在大量的氣孔未排除。當燒結溫度達到1500℃時(shí)，其致密度有大幅度的提升，甚至其中純氧化鋁的燒結體致密度達到99%以上。但進(jìn)一步提高燒結溫度，純氧化鋁的燒結體致密度出現減小，反而摻有不同比例氧化鋯的氧化鋁-氧化鋯燒結體致密度進(jìn)一步增加，且高于純氧化鋁燒結體。從不同配比的氧化鋁-氧化鋯燒結體致密度變化趨勢看出，當A1/Zr=20時(shí)，其致密度最高，達到了 99.4%，此時(shí)樣品基本完全致密。對于純氧化鋁陶瓷在1600℃時(shí)，致密度反而有了小幅的降低，這主要是當溫度繼續升高時(shí)，陶瓷的晶粒會(huì )部分異常長(cháng)大，形成二次再結晶，致使一些氣孔被包裹到晶粒內部，從而使陶瓷樣品的致密度降低。并且同時(shí)有少量的氣孔以微小的尺寸存在于晶粒中，氣孔在晶粒中可發(fā)生遷移，從而引發(fā)氣孔合并，導致較大氣孔的出現，最終導致樣品的致密度小幅降低。

  也就是說(shuō)，在1600℃的溫度下燒結出的氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷性能較好，其斷裂韌性可達7.6MPa?m1/2，比純氧化鋁陶瓷提升了近一倍，可以用于礦山、碼頭、港口等重磨損強沖擊工況。