文瑞龙
,
房明浩
,
闵鑫
,
唐浩
,
唐潮
,
魏耀祖
,
黄朝晖
,
刘艳改
,
吴小文
人工晶体学报
以α-A12O3、ZrO(NO3)2·2H2O和氨水为原料,通过高温煅烧制备了ZTA复相陶瓷材料,研究了ZrO2添加量对ZTA陶瓷物相组成、表面微观形貌、力学性能以及常温固体粒子冲蚀磨损性能的影响.结果表明:随着ZrO2添加量增加,材料的力学性能逐渐提高,当ZrO2添加量为10 vol％时,ZTA复相陶瓷抗弯强度和断裂韧性分别达461MPa和5.77 MPa·m1/2,相对于纯Al2O3陶瓷提升量达21.3％和64.9％.ZTA复相陶瓷材料的体积冲蚀率随着ZrO2添加量的增加而降低,当ZrO2添加量小于4 vol％时,其体积磨损率急剧下降,随后趋于平稳；随后当ZrO2添加量为10 vol％时,其冲蚀率达最低,为O.015mm3/g.其中,纯Al2O3陶瓷材料的冲蚀磨损机制主要为横向裂纹相互交错导致材料的剥落,添加ZrO2后,其冲蚀磨损机制以塑性变形为主.
关键词:
ZrO2
,
ZTA陶瓷
,
力学性能
,
冲蚀率
,
冲蚀机理
卞平艳
,
赵波
,
李瑜
人工晶体学报
针对超声激励对ZTA陶瓷压痕裂纹的影响进行试验研究,从力学角度探究其延性域加工表征的相关机理.通过超声激励作用下的压痕试验及SEM显微观察,对比普通与超声压痕裂纹尖端扩展情况,提出超声激励改变裂纹尖端的几何形态,使得裂纹扩展偏转分叉,而扩展路径的复杂化使得断裂表面能增加,形成能量耗散的增韧机制.经压痕法测得普通情况下的断裂韧性值低于超声振动下的断裂韧性值,约为68％ ～85％.既印证了超声激励的增韧效果,也从力学理论角度解释了超声加工工程陶瓷材料延性域扩大这一现象.
关键词:
超声激励
,
ZTA陶瓷
,
裂纹尖端
,
增韧
,
断裂韧性
鲍崇高
,
潘伟
,
苗赫濯
,
齐龙浩
稀有金属材料与工程
以冲蚀磨损工况典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,研究了不同冲蚀角度(0°,30°,45°,60°和90°)对氧化锆增韧氧化铝(ZTA)抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损微观失效机制.结果表明:相同冲蚀角度条件下,ZTA陶瓷的抗冲蚀性能约是Cr15Mo3的6倍～8倍;冲蚀角度对试验材料冲蚀磨损体积损失的影响规律是一条类似"N"形曲线,2个拐点分别处于45°和60°,90°冲蚀角度时试验材料的冲蚀磨损体积损失最大;微观失效形貌分析表明,随着冲蚀角度的增大,因冲击引起的对材料表面损伤作用增加,水平方向的切削磨损作用减小;冲蚀角度为45°时,由于材料表面受到一定的切削破坏和冲击磨损共同促进作用,致使试验材料冲蚀磨损体积损失达到极大值,Cr15Mo3材料的基体出现许多微裂纹和碳化物剥落,因裂纹扩展导致出现长裂纹,ZTA陶瓷由于大量的晶界粘界相流失,也造成晶体颗粒脱落.冲蚀角度为90°时,垂直冲击对材料失效起主要作用,因而2种材料的冲蚀磨损失效最严重.
关键词:
冲蚀磨损
,
冲蚀角度
,
Cr15Mo3高铬铸铁
,
ZTA陶瓷
童景琳
,
赵波
,
卞平艳
人工晶体学报
基于非局部理论对超声振动拉伸下ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷材料的力学特性进行了研究,建立了超声振动拉伸下的非局部本构模型.通过数值模拟,研究了晶粒间距、超声振幅、频率等内外部特征变量对非局部核函数的影响规律,振幅、频率对核函数的影响均呈现下开口抛物线性形状,对核函数的影响存在一个临界值.通过超声单轴拉伸试验,对理论推导的核函数影响规律进行验证.在超声单轴拉伸实验下通过观察陶瓷断口SEM形貌,分析了裂纹扩展规律及断口微观结构的变化特征,获得了超声振幅和频率对陶瓷材料微观结构的影响规律.结果表明超声振动改变了材料的断裂方式和微观组织结构,断裂应力随着振幅和频率的增大而减小而后增大,试验得出了与非局部理论一致的结论.证实了超声振动对裂纹扩展起到了促进作用.
关键词:
非局部理论
,
裂纹扩展
,
超声振动
,
拉伸断裂
,
ZTA陶瓷
王昕
,
单妍
,
尹衍升
材料热处理学报
以ZrO2-Alo2O3微-纳米复合陶瓷为研究对象,采用跟踪压痕裂纹法测试其裂纹扩展阻力曲线.结果表明,三种微-纳复合ZTA陶瓷的阻力曲线均为显著的上升曲线.成分相同、烧结温度高的试样和烧结温度相同、氧化锆含量少的试样,由于内晶颗粒数量多,阻力曲线的上升趋势更加明显.内晶颗粒附近区域产生位错网、亚晶界甚至微裂纹,使微-纳米复合ZTA陶瓷的断裂方式向穿晶断裂方向变化.裂纹穿晶扩展遇到的阻力大,所需要的裂纹扩展动力也大,形成开裂-止裂交替进行的裂纹扩展过程,故其阻力曲线上升明显.
关键词:
复相陶瓷
,
ZTA陶瓷
,
阻力曲线
,
裂纹扩展
王昕
,
于薛刚
,
单妍
,
孙勇
,
范文涛
,
刘子峰
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2007.05.007
研究了两种微米Al2O3与纳米ZrO2复合陶瓷的裂纹扩展过程与显微结构的关系.结果表明,Al2O3晶粒内部形成纳米级或亚微米级ZrO2颗粒,是复合陶瓷的断裂模式从沿晶断裂向穿晶断裂转化的主因.ZrO2含量较低有利于Al2O3晶界迁移包裹纳米ZrO2形成内晶结构;而ZrO2含量较高使主晶相长大受到抑止,不利于形成内晶结构,趋向于沿晶断裂.裂纹穿晶扩展需要的驱动力比沿晶断裂大,故裂纹扩展阻力曲线的上升趋势更加显著.裂纹穿晶扩展路径主要取决于内晶颗粒产生的弹性应力场的性质.
关键词:
无机非金属材料
,
ZTA陶瓷
,
R曲线
,
显微结构
,
裂纹扩展
侯晓蓓
,
肖建中
,
夏风
材料导报
采用高纯Al2O3(99.7%)粉末和3mol%Y2O3稳定的ZrO2粉末,用机械混合法制备ZTA复合材料,将制得粉体进行热压铸成型,制备陶瓷正畸托槽.研究了不同含量的ZrO2(3 mol%Y2O3)、以及添加剂对ZTA陶瓷的显微结构和弯曲强度的影响.研究表明,添加适量的ZrO2能有效提高Al2O3陶瓷的抗弯强度,可以达到580MPa以上.加入的MgO形成了MgAl2O4相,抑止基体晶粒的长大,提高了致密度.
关键词:
ZTA陶瓷
,
托槽
,
抗弯强度
侯晓蓓
,
肖建中
,
夏风
,
索进平
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.05.031
本文采用硬脂酸球磨处理ZTA陶瓷粉体,研究了硬脂酸对ZTA粉体的表面改性作用,以及对粉体极性的影响,使用SEM观察了粉体的显微形貌,使用FTIR分析了改性机理.实验结果表明,采用硬脂酸对粉体表面改性,有效改善了ZTA粉体颗粒的分散情况,硬脂酸中的羧基(-COOH)与粉体中的羟基(-OH)发生了反应,在粉体表面形成了有机分子膜,粉体由极性变成了非极性.
关键词:
硬脂酸
,
ZTA陶瓷
,
分散性
