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ZTA陶瓷材料力学性能和摩擦磨损性能的研究

作者:黄工水冷壁导流板防磨 发布于:2014-5-19 22:32:13 点击量:

研究了ZTA陶瓷材料的力学性能和摩擦磨损性能。采用共沉沉淀法制备了钇稳定氧化锆溶胶,再与市售国产氧化铝混合,700度煅烧后得到了ZTA粉料。M(AL2O3):m(ZrO2)=80:20的复合材料在1500度至1600度常压烧结。

通过XRD、SEM等分析手段研究了材料的显微结构与性能,研究结果表明:ZTA陶瓷材料在1600度烧成后获得了最高的密度、最好的耐磨性和最佳的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到了830Mpa、12.7Mpa.m2和17.3Gpa。ZrO2的加入有利于提高氧化铝材料的力学性能和耐磨性。

氧化锆增韧氧化铝陶瓷是一种氧化锆的弥散陶瓷,该陶瓷将可相变的氧化锆粒子均匀分散在氧化铝的基体中,由于受周围基体的束缚,限制了四方氧化锆的相变,使得四方氧化锆向单氧化锆转变的马氏体相变温度降低,大大提高了氧化铝陶瓷的力学性能和耐磨性,因此先进结构陶瓷ZTA材料被广泛的应用于工业生产中,潘俊明等以氧化锆增韧氧化铝为基体,并引入ZrO2和Y2O3-LaO稀土复合添加剂等改性增韧,制备出钻井用高压泥浆泵陶瓷缸套,周文鹏等在压制瓷砖用的模芯上贴上一层由纳米级氧化锆、氧化锆增韧氧化铝为主的纳米陶瓷层,使得模芯表面加工光洁度高、表面硬度高、大大提高了模芯的使用寿命,但是要扩大应用,还需要进一步提高其力学性能及耐磨性。

通过复杂深入的层层试验,最后的研制结果实验得出结论:

1、采用本工艺实验方法制备的ZTA粉料可使纳米ZrO2均匀分散在Al2O3基体中。
2、ZTA陶瓷材料在1600度烧成后获得了最高的密度、最好的耐磨性和最佳的力学性能,其抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别达到了830Mpa、12.7Mpa.m2和17.3Gpa。ZrO2的加入有利于提高氧化铝材料的力学性能和耐磨性。

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