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氧化鋯/氮化硅陶瓷復(fù)合材料簡(jiǎn)介

氧化鋯陶瓷與氮化硅兩種陶瓷作為耐高溫陶瓷,且具有高硬度,耐磨,耐腐蝕。抗氧化等優(yōu)異性能,但在其韌性方面還需研究,所以許多研究者用氧化鋯陶瓷相變?cè)鲰g來補(bǔ)強(qiáng)韌化氮化硅

氧化鋯陶瓷與氮化硅兩種陶瓷作為耐高溫陶瓷,且具有高硬度,耐磨,耐腐蝕。抗氧化等優(yōu)異性能,但在其韌性方面還需研究,所以許多研究者用氧化鋯陶瓷相變?cè)鲰g來補(bǔ)強(qiáng)韌化氮化硅陶瓷,下面科眾陶瓷廠簡(jiǎn)單給大家介紹下氧化鋯/氮化硅陶瓷復(fù)合材料。

其主要原因是:

①SiyN基質(zhì)中ZrO2保留四方相的臨界尺寸很小(0.1m);

②ZrO2在制備過程中易失穩(wěn)而形成ZrN或者ZrON,這使應(yīng)力誘導(dǎo)相變?cè)鲰g變得十分困難,增韌效果不夠理想現(xiàn)在對(duì)ZrO2韌化的影響因素及促燒因素進(jìn)行分析討論。


氧化鋯耐磨實(shí)心陶瓷棒

Gauckler等試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)ZO2/Si3N系統(tǒng)在燒結(jié)過程中很容易生成ZrN,而ZrN對(duì)二氧化鋯初化氮化硅陶瓷存在較大的危害,只有當(dāng)溫度升高到1600℃時(shí),才有少量量ZrN生成,要制得性能較優(yōu)的ZrO2/SiN,陶瓷,必須嚴(yán)格控制ZrN的生成1張建民等人選用添加少量Y:O3、Al2O、MgO的ZrO2/Si3N陶瓷材料為研究對(duì)象,當(dāng)燒結(jié)致密的ZrO2/Si3N4陶瓷復(fù)合材料表面有一層金黃色的ZrN時(shí),材料的抗氧化性極差差,當(dāng)表面沒有或者有極少量的ZrN時(shí),抗氧化性好,當(dāng)表面形成一層Si2N2O時(shí),抗氧化性很好。

當(dāng)表面生成ZrN時(shí),不可避免地形成許多空潤,這對(duì)抗氧化是非常不利的;當(dāng)沒有ZrN生成時(shí),表表面基本上均勻而致密,研究還表明,ZrN在500℃以上開始氧化,而在800℃以上氧化極為嚴(yán)重,而Si2N2O的抗氧化溫度可達(dá)1200℃以上。

蔣國新等人在同樣的燒結(jié)工藝條件下,當(dāng)配方中的ZrO2是是以tZrO2[含3.0%(摩爾分?jǐn)?shù))YO]的形式加入時(shí),出現(xiàn)ZrN相的含量明顯減少,可見當(dāng)Y2O提前固溶于ZrO2中時(shí),能有效阻礙與SiN反應(yīng)生成ZrN。在原配方中引入少量MgO時(shí),ZrN的生成量增多,且有極少量MgAl2O相相存在,即在配方中有MgO存在時(shí),將會(huì)促使ZrN的生成,影響增韌效果。所以,以MgO為燒結(jié)助劑時(shí),可加快快ZrN的生成,當(dāng)采用Si2N4、BN和SiO2為主體粉料時(shí),能有效抑制ZrN的生成?,并且N2的壓力有利于抑制ZrN的生成,以穩(wěn)定的t-ZrO2加人Si3N基體中,對(duì)抑制ZrN的生成有一定作用。

 



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