SPS烧结氧化锆陶瓷的制备及其强韧化机理研究

发布时间：2017-03-29 05:13

  本文关键词：SPS烧结氧化锆陶瓷的制备及其强韧化机理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用放电等离子烧结技术(SPS)制备了氧化锆陶瓷,采用正交试验方法,优化了SPS烧结氧化锆陶瓷工艺,研究了氧化钇稳定剂含量、预烧结粉末粒度对氧化锆陶瓷组织和性能的影响；研究并建立了晶粒尺寸、应力诱导相变量与断裂韧性之间的关系,验证了应力诱导相变增韧机理,主要结论如下：1.烧结温度是影响氧化锆陶瓷试样性能的最主要因素,其次是烧结时间、烧结压力。3mo1%氧化钇稳定的氧化锆粉末的最佳烧结工艺为：1400℃×1Omin×15MPa。经最佳烧结工艺制备的氧化锆陶瓷试样组织为均一的四方相氧化锆,晶粒分布均匀,显微硬度为1429.45HV,断裂韧性为5.65MPa·m0.5。2.在选定的稳定剂含量(1.5mol%、3mol%、5mol%和8mo1%)的前提下,仅3mo1%的氧化钇稳定氧化锆粉体材料制备出的陶瓷试样组织及综合性能最佳。在一定的烧结工艺条件下,当晶粒尺寸处于301.9nm～444.8nm之间时,随着粉末粒度的降低,氧化锆陶瓷的晶粒尺寸逐渐增大,使得应力诱导相变量增加,导致断裂韧性增大；当粉末粒度为301.9nm时,断裂韧性达到最大,为7.06 MPa·m0.5。3.在一定的应力诱导下,当晶粒尺寸小于氧化锆的临界相变尺寸时,氧化锆陶瓷可发生应力诱导相变,且应力诱导相变量随烧结温度和晶粒尺寸增加而增大；相变量越大,氧化锆陶瓷试样的断裂韧性越大。晶粒尺寸(X)是影响氧化锆陶瓷试样实际应力诱导相变量(Y)的主要因素,两者呈近似线性递增关系：Y=12.57X-0.05；当晶粒尺寸增加时,试样的断裂韧性(Z)先减后增,近似呈抛物线关系：Z=1.84X2-1.31X+3.44。
【关键词】：放电等离子烧结(SPS) 氧化锆 晶粒尺寸 应力诱导相变量 断裂韧性
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1
【目录】：

• d粢
  
  本文编号：273749
  suoshi