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氧化鋯陶瓷的高韌性和超塑性

氧化鋯陶瓷 具有高強度、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等許多優點,但質脆、難加工,所以研制高塑性陶瓷一直是開發新型陶瓷材料的一個重要方面。人們已發現在氧化鋯陶瓷中添加35摩爾

         氧化鋯陶瓷具有高強度、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等許多優點,但質脆、難加工,所以研制高塑性陶瓷一直是開發新型陶瓷材料的一個重要方面。人們已發現在氧化鋯陶瓷中添加3—5摩爾%氧化釔Y203 ,可獲得晶粒組織非常細小的高強度高韌性氧化鋯陶瓷材料,也是目前最接近金屬材料韌性的氧化鋯陶瓷。日本首先利用這種氧化鋯陶瓷制造了刀具,這種氧化鋯陶瓷材料在受到敲打沖擊時發金屬聲音,解決了一般陶瓷的脆性問題。

氧化鋯陶瓷


      利用高強韌性氧化鋯陶瓷制造手用刃具剪刀,菜刀,理發推子等 時,可按如下流程,選用添加氧化釔2.5—3摩爾%的氧化鋯陶瓷粉末混合料,用濕法造粒,干燥后,模壓成型,成型件脫脂后以規定的升溫速度加熱到燒成溫度1400—1500℃ ,保溫數小時即可獲得氧化鋯陶瓷制品,此即常壓燒結法。熱等靜壓成型法HIP 可制得相當于理論密度97%以上的燒結制品,彎曲強度可達 1600兆帕,這比常壓燒結制品提高了將近1/3,最后經研磨和開刃加工,與其它配件組裝即成成品。這種制品的優點是鋒利,不生銹、耐磨損、使用壽命長,而且沒有卷刃問題。另外陶瓷車刀也已獲得實用,切紙機圓盤剪切機、刮刀等 等工業用刃具也將獲得發展。除刀具外,螺絲刀、鑷子、噴嘴、導向裝置、磨碎用球、泵、閥門等也將推廣應用。

      采用添加3摩爾%氧化釔的氧化鋯陶瓷粉末混合料,燒結成的微晶晶粒度約為0.3微米 燒結體,在高于1350℃溫度下可以每秒鐘千分之一到十萬分之一的變形速度拉伸或壓縮,達到1.6倍160% 以上的大變形量,這就是氧化鋯陶瓷的超塑性現象。利用這種特性便有可能將氧化鋯陶瓷加工成各種復雜形狀的零件,例如活塞環的加工和脹形加工,可用于超塑性接合,能得到很高的接合強度。


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本文“氧化鋯陶瓷的高韌性和超塑性”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-16 16:44:51
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