氧化铁掺杂对氧化锆陶瓷组织与抗弯强度的影响

发布时间：2018-03-24 22:35

  本文选题：ZrO　切入点：四方相　出处：《粉末冶金材料科学与工程》2017年06期

【摘要】：在高纯钇稳定氧化锆(yttrium stabilized zirconia,即Y-TZP)多晶陶瓷粉末中掺杂0~1%Fe_2O_3(掺杂量为质量分数,下同),通过压制与烧结制备Fe_2O_3掺杂氧化锆陶瓷,研究Fe_2O_3对陶瓷密度、相组成以及抗弯强度的影响。结果表明,Fe_2O_3掺杂使ZrO_2产生晶格畸变,并使ZrO_2陶瓷的相组成发生改变,四方相含量(t-ZrO_2)增多。不添加Fe_2O_3时,Y-TZP陶瓷的单斜相(m-ZrO_2)和四方相(t-ZrO_2)含量(质量分数,下同)分别为64.1%和35.9%,随Fe_2O_3逐渐增加至1%,m-ZrO_2的含量降低至22.6%,t-ZrO_2含量相应增加至75.9%。在部分稳定氧化锆中掺杂适量Fe_2O_3有利于提高陶瓷的性能,随掺杂量从0.2%增加至0.6%,Y-TZP陶瓷的相对密度由98.89%增加至99.30%,抗弯强度由482 MPa增加至569 MPa;而当Fe_2O_3含量进一步增加至1.0%时,相对密度下降至97.90%,抗弯强度降至510 MPa。
[Abstract]:In high purity yttrium stabilized zirconia (Y-TZP) polycrystalline ceramic powder, Fe_2O_3 doped zirconia ceramics were prepared by compaction and sintering, and the density of Fe_2O_3 doped zirconia ceramics was studied. The results show that the doping of Fe _ 2O _ 3 leads to lattice distortion of ZrO_2 and changes of phase composition of ZrO_2 ceramics. The contents of monoclinic phase (m-ZrO2) and tetragonal phase (t-ZrO2) (mass fraction) of Y-TZP ceramics without Fe_2O_3 were increased. With the increase of Fe_2O_3, the content of m-ZrO2 decreased to 22.6%, and the content of t-ZrO2 increased to 75.9%. Doping proper amount of Fe_2O_3 in partially stabilized zirconia can improve the properties of the ceramics. With the increase of doping content from 0.2% to 0.6%, the relative density of TZP ceramics increases from 98.89% to 99.30%, and the flexural strength increases from 482 MPa to 569MPa, while when the content of Fe_2O_3 increases to 1.0 MPA, the relative density decreases to 97.90 MPA and the flexural strength decreases to 510MPa.
【作者单位】： 中南大学粉末冶金研究院;广西科技大学材料科学研究中心;
【分类号】：TQ174.1

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本文编号：1660346