超重力下燃烧合成Al2O3/ZrO2(4Y)自生复合陶瓷研究

摘要

本文通过在铝热剂中引入ZrO2(4Y)混合粉末，以超重力下燃烧合成方式，制备出Al2O3/ZrO2(4Y)自生复合陶瓷板材，并研究了陶瓷微观结构、生长机理与力学性能。XRD、SEM与EDS显示，Al2O3/42％ZrO2(4Y)复合陶瓷基体为亚微米t-ZrO2纤维成三角对称分布其上、取向各异的棒状共晶团，而Al2O3/45％ZrO2(4Y)复合陶瓷则以分布均匀的微米级t-ZrO2球晶为基体。Al2O3/42％ZrO2(4Y)复合陶瓷的强化归因于小尺寸共晶团边界及残余压应力增韧、相变增韧引发的高断裂韧性；同时，细密ZrO2球晶所引发的小尺寸缺陷及相变增韧与微裂纹增韧机制所引发的高断裂韧性使Al2O3/45％ZrO2(4Y)复合陶瓷得以强化。