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探讨陶瓷增韧的两种常用材料(碳化硅晶须和纳米氧化锆)

来源:徐州捷创新材料科技有限公司     发布时间:2017-12-04浏览量:

      陶瓷材料作为技术革命的新材料,早在十几年前就引起了一些发达国家的竞相关注。陶瓷材料的致命缺点是它的脆性,低可靠性和低重复性,这些不足严重影响了陶瓷材料的应用范围。只有改善陶瓷的断裂韧性,提供其可靠性和使用寿命,才能使陶瓷材料真正地成为一种广泛应用的新型材料。因此,陶瓷增强增韧技术也一直是宏武纳米研究部门的热点讨论话题。

常用的两种陶瓷增韧方法和材料包括:

1)贝塔碳化硅晶须和颗粒增韧

      在陶瓷材料中加入碳化硅晶须来改善陶瓷材料的脆性,增强陶瓷材料的韧度和强度,使陶瓷基复合材料能显著提高冲击韧性和抗震性,降低陶瓷的脆性,同时陶瓷有保护纤维,使之在高温下不被氧化,因此具有很高的高温强度和弹性模量。
      陶瓷碳化硅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。陶瓷碳化硅晶须的宏观形态是絮状的粉末,制备复合材料时,直接将晶须分散后与基体粉末混合均匀即可。混合好的粉末同样用热压烧结的方法,即可制得致密的晶须增韧陶瓷基复合材料。

2)纳米氧化锆陶瓷的相变增韧
      相变增韧效果显著,主要应用于氧化锆陶瓷中。3YSZ加钇纳米二氧化锆。相变增韧ZrO2长石质陶瓷是一种极有发展前途的新型结构陶瓷,它主要是利用ZrO2相变特性来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具有优良的力学性能、低的导热系数和良好的抗热震性。它还可以用来显著提高脆性材料的韧性和强度,是复合材料和复合陶瓷中重要的增韧剂。

      ZrO2陶瓷突出的性能,使它成为目前使用面 最广的氧化物陶瓷之一。以ZrO2材料为主的增韧陶瓷在机械、电子、石油、化工、航天、纺织、精密 测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有着广泛的应用前景,由于部分稳定氧化锆具有热导率低、强度和韧性好、弹性模量低、抗热冲击性和工作温度(1100℃ )高,所以用于制造狄索尔发动机零件、内燃机零件。它具有体积小、重量轻、热效高的优点,是一种有效的节能发动机。ZrO2增韧陶瓷在内燃机中的应用是成功的。


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