Mechanical properties and Iow temperature degradation resistance of 2.5Y-TZP-alumina composites

摘要

Polikrysztaly dwutlenku cyrkonu stabilizowanego tlenkiem itru (Y-TZP) staja sie coraz wazniejsze w obszarze komponentow biomedycznych i inzynierskich. Komercyjnie dostepny, standardowy material 3Y-TZP wytworzony z proszkow wspotstraconych ma bardzo wysoka wytrzymalosc ale ograniczona odpornosc na pekanie, odpornosc na podkrytyczny wzrost pekniecia i odpornosc na niskotemperaturowa degradacje. W niniejszej pracy, proszek 2.5Y-TZP wytworzono droga pokrywania jednoskosnego tlenku cyrkonu tlenkiem itru metoda azotanowa. Kompozyty Y-TZP-tlenek glinu o skladach mieszczacych sie w przedziale (0-27,5)% obj. wytworzono droga mieszania i mielenia z nastepczym prasowaniem na goraco w 1400 °C przez 2 h. Zbadano wlasciwosci mechaniczne i odpornosc na starzenie otrzymanych materialow. Wszystkie materialy pokazaly atrakcyjne wlasciwosci mechaniczne: wytrzymalosc na zginanie 1000-1250 MPa, odpornosc na pekanie zmniejszyla sie wraz ze wzrostem zawartosci tlenku glinu, podczas gdy odpornosc na podkrytyczny wzrost pekniecia K_(10) utrzymywala sie na poziomie 5-5,7 MPa-Vm, Dodatek tlenku glinu wywolal nieliniowy efekt zahamowania rozrostu ziaren. Test starzenia wykazal, ze wtedy gdy czysty 2.5-TZP byl zasadniczo niestabilny to maly dodatek tlenku glinu zwiekszal znaczaco niskotemperaturowa odpornosc na starzenie. Wyznaczenie kinetyki starzenie zgodnie z modelem Mehl-Avrami-Johnsona wykazalo, ze kompozyty TZP-tlenek glinu nie podlegaja mechanizmowi zarodkowania i wzrostu zarodkow, ale raczej front przemiany podaza W material zgodnie z kinetyka reakcji rzedu zerowego.