本文關(guān)鍵詞：振蕩壓力燒結(jié)法制備高致密度細(xì)晶粒氧化鋯陶瓷

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【摘要】：針對重大工程和關(guān)鍵技術(shù)對高強(qiáng)韌性、高可靠性陶瓷部件的迫切需求,本研究提出了適用于高性能陶瓷制備的振蕩壓力燒結(jié)(Oscillatory Pressure Sintering,OPS)新方法,并采用此種方法制備了高致密度、細(xì)晶粒、高強(qiáng)度和高可靠性的氧化鋯陶瓷。作為對比,在相同的溫度條件下分別采用無壓燒結(jié)(Pressureless Sintering,PS)和熱壓燒結(jié)(Hot Pressing,HP)制備了氧化鋯陶瓷。SEM研究表明振蕩壓力抑制了高溫下氧化鋯晶粒的快速生長,統(tǒng)計(jì)表明OPS氧化鋯的平均晶粒尺寸為251 nm,而PS氧化鋯、HP氧化鋯的平均晶粒尺寸分別為451 nm和298 nm。另外,振蕩壓力引發(fā)的晶粒塑性形變和晶界滑移促進(jìn)了晶界處閉氣孔的排出,使OPS氧化鋯的體積密度提高到99.7%。氧化鋯致密度的提高及晶粒細(xì)化使其斷裂強(qiáng)度從1003 MPa提高到1572 MPa,Weibull模數(shù)從13提高到32。另外,低溫老化實(shí)驗(yàn)表明OPS氧化鋯的抗老化性能也得到顯著提高。
【作者單位】： 清華大學(xué)材料學(xué)院新型陶瓷與精細(xì)工藝國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;山東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 振蕩壓力 晶粒細(xì)化 強(qiáng)度韌性 致密度
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51427802)~~
【分類號(hào)】：TQ174.65
【正文快照】： 高性能結(jié)構(gòu)陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等一系列優(yōu)異性能,在航空宇航、電子電器、機(jī)械制造、能源化工和生命科學(xué)等領(lǐng)域受到的關(guān)注日益增強(qiáng),應(yīng)用領(lǐng)域也日益廣泛。然而,多樣化的應(yīng)用環(huán)境也對陶瓷材料的性能提出了更高的要求[1-2]。例如,航天

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