Al2O3陶瓷材料的增韧
断裂韧性提高到5.0 Mpa.m1/2以上。
晶须增韧的机制除了拔出、裂纹偏转、裂纹桥联、钉扎等机制外,自身强度高也是一个原因。因此在理论上,提高晶须强度、降低其弹性模量,提高长径比能提高增韧效果。
近年来,纳米管因其自身的优异性能而倍受人们的关注。其弹性
模量、强度等性能优越。把诸如纳米C管之类的管状、棒状等纳米材料用于Al2O3陶瓷的增韧,可能会有意想不到的效果。现在这方面的报道还不多。
纤维、晶须增韧Al2O3瓷的缺点就是混合均匀性很难保证。
1.3 自增韧
所谓自增韧,就是在一定的工艺条件下,生长出增韧、增强相。
它在一定程度上消除了基体相与增韧相在物理或化学上的不相容性,而保证了基体相与增韧相的热力学稳定性。
对于Al2O3陶瓷而言,异向生长晶粒增韧Al2O3成为克服氧化铝
瓷脆性的研究热点[12~13]。其主要机理是通过工艺措施,控制Al2O3晶粒的生长方向,使其沿某些晶面优势生长成棒状、长柱状,起到类似晶须的增韧作用。在受到外来载荷时,裂纹尾部产生桥联方式;而且这些异向生长的Al2O3也会产生拔出、裂纹偏转等增韧机制,而使整个氧化铝陶瓷的韧性得到提高。
仝建峰等[14]研究的Al2O3-SiO2-CaF2系统在1570C下,利用
氟化物的助熔作用促使Al2O3晶粒生长出长径比达10的柱状晶,并且呈网状分布。在断裂时不但起到纤维增韧作用,而且还有拔出增韧。