Nb_(2)O_(5)对3Y-TZP陶瓷性能影响的研究

研究了Nb_(2)O_(5)的加入对3Y-TZP陶瓷性能的影响,主要包括对硬度、韧性、冲击性的影响,并且结合显微形貌以及XRD物相图谱分析出的晶轴比进行分析。结果表明,随着Nb_(2)O_(5)添加量的增加,陶瓷的韧性呈现提升趋势,硬度呈现降低趋势,强度呈现先上升后下降趋势。这一现象的产生,一方面归因于Nb_(2)O_(5)的加入让陶瓷生成异相小晶粒,进而提供异相颗粒增韧阻碍裂纹扩展;另一方面,由于Nb^(5+)的引入提高了晶轴比,从而让相变更容易发生。综上所述,Nb_(2)O_(5)的最佳添加质量分数为0.5%。

喷砂工艺对Y-TZP力学性能和表面粗糙度的影响

为了评估不同喷砂工艺对氧化锆陶瓷力学性能和表面粗糙度的影响,采用不同的喷砂处理工艺对样品进行喷砂处理。研究表明氧化锆陶瓷经过喷砂处理后表层单斜相含量明显增加。喷砂原料的颗粒尺寸越大,相变越多。喷砂后表面粗糙度增加,在相同的喷砂条件下,经球形Al_(2)O_(3)处理的样品表面粗糙度Sa远小于经SiC颗粒处理的。在喷砂原料粒径为100μm、喷砂时间为20 s、压力为0.2 MPa的情况下,四点弯曲强度分别提高了27%(SiC)与21%(Al_(2)O_(3))。因此,具有球形颗粒形貌的Al_(2)O_(3)颗粒更适合用作表面喷砂处理。

Y-TZP/氧化铝(板晶)复相陶瓷的砂浆冲蚀磨损

以带有玻璃涂层的氧化铝微粉、小尺寸板晶（样板晶）和钇稳定四方氧化锆（3Y-TZP）微粉为原料,在常压下通过样板晶生长制备了氧化铝板晶体积分数为50%的Y-TZP/氧化铝（板晶）复相陶瓷.采用砂浆喷射装置,砂浆流速为10～40 m/s,冲击角为90°～15°,对比研究了该复相陶瓷和3Y-TZP陶瓷的砂浆冲蚀磨损.结果表明,2种材料的磨损率在75°～60°之间均出现最大值.磨损率大小受到材料自身硬度的影响,磨损率值随着砂浆流速的增加而增加.

Al_2O_3/Y-TZP复相陶瓷的力学性能及耐磨性

通过常压烧结制备了Al2O3/Y-TZP复相陶瓷,研究了Al2O3含量对材料力学性能及耐磨性的影响。体积分数为35%Al2O3的Al2O3/Y-TZP复相陶瓷具有相对高的韧性(12.5MPa·m1/2)和较低的磨损率(9.2×10-6mm3/(m·N))。

超高压成型制备Y-TZP纳米陶瓷

研究了用超高压成型制备Ｙ－ＴＺＰ纳米陶瓷的新方法．通过采用新的成型方法，在５０００吨六面顶压机上实现了高达３ＧＰａ的超高压成型，获得相对密度达６０％的３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２陶瓷素坯，比在４５０ＭＰａ下冷等静压成型所得素坯的密度高出１３％．这种超高压成型所得素坯具有极佳的烧结性能，可在１０５０～１１００℃下经无压烧结致密化．研究表明，这种素坯烧结性能好的主要原因是素坯的相对密度比较高，从而大大增加了物质的迁移通道．由于烧结温度极低，有利于制备ＺｒＯ２晶粒尺寸＜１００ｎｍ的纳米陶瓷。在１０５０℃／５ｈ的条件下，可烧结得到相对密度达 ９９％以上的 Ｙ－ＴＺＰ纳米陶瓷，平均晶粒仅为 ８０ｎｍ．

纳米Y-TZP材料烧结过程晶粒生长的分析

分析了无压烧结、热压烧结及SPS烧结过程中晶粒生长的行为及表现活化能．结果表明：在1100～1300℃之间，纳米Y-TZP材料在以上几种烧结条件下的晶粒生长行为不同．无压烧结时晶粒生长较慢，而热压烧结和SPS烧结时晶粒生长较快．对晶粒生长的活化能分析可在一定程度上解释以上现象．分析结果显示：无压烧结的表观活化能为281kJ／mol与纳米Y－TZP材料的晶界扩散活化能相近；热压烧结过程中，由于外压对扩散的促进作用，活化能比无压烧结时略有降低；在SPS烧结过程中，由于外加的脉冲电流能使晶粒表面大大活化，所以活化能与无压烧结相比大幅度下降．

Y-TZP/Al_2O_3复相陶瓷的液相烧结及显微结构

通过在Y-TZP／Al2O3复相陶瓷材料中加入一定的添加剂，可以使其在较低的温度下进行液相烧结，使材料的烧结温度大幅度降低．由于液相的存在，氧化锆晶粒较细，而氧化铝晶粒可以借助液相发育成长柱状，这种形状的晶粒有利于陶瓷材料的力学性能，复相材料仍然保持较高的强度和断裂韧性．

添加剂对Y-TZP烧结及力学性能影响

通过在Ｙ－ＴＺＰ中加入少量的添加剂，使得材料的烧结温度明显降低，并且制备出具有较细晶粒的Ｙ－ＴＺＰ材料．添加剂所形成的玻璃相主要存在于３个晶粒所形成的三角区内．在Ｙ－ＴＺＰ中加入少量的添加剂后，尽管得到的晶粒尺寸较小，但当材料发生断裂时，仍可使一些四方相氧化锆发生Ｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ相变转变为单斜相。

丙烯酸类共聚物对纳米Y-TZP水悬浮液性质的影响

An acrylic acid/acrylate ester copolymer was employed as a dispersant for Y\|TZP aqueous suspensions. The adsorption of the copolymer on Y\|TZP powder was characterized by using the COD(chemical oxygen demand) method. The addition of this dispersant caused a dramatic increase of the \%ζ\% potential in alkaline region and broadened the stable pH region. SEM and effective diameter analysis showed that the copolymer pronouncedly improved the stability of the suspension. The force\|distance curve was measured by using the colloidal probe AFM method. The stabilizing mechanism of the dispersant was also discussed.

热压烧结制备纳米Y-TZP材料

本文研究了热压烧结制备纳米Ｙ－ＴＺＰ材料的过程．研究结果表明：热压烧结纳米Ｙ－ＴＺＰ材料有一些新的特点，主要是纳米Ｙ－ＴＺＰ材料在热压烧结时，由于软团聚未能有效地破碎；造成烧结过程中团聚体内部首先致密化，与基体之间产生张力，导致裂纹状大气孔的出现．同时因石墨模具的限制，热压时的外压不足以克服塑性滑移产生所需的“阈值”，因此大气孔无法“压碎”，使材料的烧结密度比相同温度下无压烧结还低．针对热压烧结纳米Ｙ－ＴＺＰ材料的局限性，采用热煅压烧结，可在１１００℃的低温下获得致密的纳米Ｙ－ＴＺＰ材料，晶粒大小仅８５ｎｍ左右。

丙烯酸类共聚物在纳米Y-TZP粉体上的等温吸附研究

采用化学需氧量（ＣＯＤ）法测定了丙烯酸－丙烯酸酯共聚物在纳米Ｙ－ＴＺＰ粉体表面的等温吸附状况．吸附量随ｐＨ值的降低而增加．较低ｐＨ值下；离子强度对吸附量几乎没有影响；而较高ｐＨ值下，离子强度的升高会显著增加吸附量．Ｃａ２＋可改变表面共聚物的吸附构型，因此其存在会显著增加吸附量．红外光谱分析证明，共聚物的吸附是通过羧基与粉体表面金属离子的成键而实现的．

二元复合体系Y-TZP/α-Al_2O_3浆料的流变性研究

湿法成型方法在降低粉体团聚，改善素坯显微结构均匀性方面有着明显的优势．本工作研究了二元体系Ｙ－ＴＺＰ／α－Ａｌ２Ｏ３形成稳定浆料的流变性质，在制备了具有较高固体含量的浆料基础上进行了凝胶注模成型．结果表明，在ｐＨ值为９—１０的范围内可以制备出固体体积分数分别为５０％和４５％的以α－Ａｌ２Ｏ３为主或以Ｙ－ＴＺＰ为主的浆料．尽管每一种组分都对复合体系的流变性产生影响，但具有较低稳定程度的氧化锆起决定作用，在富含氧化锆的体系中，浆料的粘度和屈服力都大大提高．

纳米Y-TZP凝胶注模成型的研究

对纳米Y－TZP的浆料进行了凝胶注模成型．有机单体丙烯酸胺和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酸胺的加入，不但起到使浆料凝胶的作用，还可以大大降低浆料粘度，改善浆料的流变性．有机单体、交联剂、引发剂均有其合适的用量范围．与干压法、等静压法相比，用凝胶注模法成型的素坯密度高、显微结构均匀、烧结体的断裂韧性也较等静压法高．

放电等离子快速烧结纳米3Y-TZP材料

本文采用放电等离子烧结技术（SPS）快速烧结纳米3Y－TZP材料．利用SPS技术快速烧结，可制备出完整、致密的3Y－TZP材料．在烧结温度为1300℃、保温3min条件下，相对密度达98．2％，晶粒仅100～130nm．研究发现：材料的密度随烧结温度的变化趋势与一般快速烧结有明显区别；材料的晶粒随烧结温度的提高而长大，但长大幅度小于其他一些烧结方法所得的3Y－TZP材料．本研究对这些现象进行了理论解释．研究同时表明：通过提高烧结速率制备晶粒＜100nm的3Y－TZP材料是很困难的．

Y-TZP/MoS_2自润滑材料的制备与研究

通过醇-水溶液加热方法,制备出Y-TZP包裹MoS2复合粉末,通过热压烧结,制备具有特殊显微结构、力学性能优良的Y-TZP/MoS2复合材料,考察了室温下复合材料与ZrO2配副时的摩擦学性能.结果表明:当材料中含有44wt％MoS2时,其摩擦系数为0.25、磨损率为1.05×10-6mm3/m·N.

聚丙烯酸铵在纳米Y-TZP上的定量吸附研究

利用紫外－ 可见分光光度计研究了聚丙烯酸铵在纳米 Ｙ Ｔ Ｚ Ｐ 上的定量吸附情况测定波长为２６０ｎｍ 分散剂的吸附量受球磨时间、溶液的酸碱性以及分散剂加入量的影响当ｐ Ｈ＝ １０２时， 吸附属于高度亲和型吸附， 最高吸附百分数达９８ ％ 加入分散剂后， 除强酸条件下， 整个体系的ｐ Ｈ 趋近８３ ， Ｚｅｔａ 电势 在３５ ～４０ｍ Ｖ 之间在较宽的ｐ Ｈ 范围里， 体系初始的ｐ Ｈ

Al_2O_3添加量对Y-TZP陶瓷烧结及力学性能的影响

研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对Ｙ－ＴＺＰ陶瓷烧结及力学性能的影响，结果表明，微量Ａｌ２Ｏ３可固溶于ＺｒＯ２中而提高材料致密度，使Ｙ－ＴＺＰ的强度、耐磨性等力学性能也同时得到提高，过量Ａｌ２Ｏ３处ＺｒＯ２晶界上阻碍致密化，２０ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，１５５０℃，４ｈ未能烧结，使各项力学性能明显下降。

载荷对Al_2O_3增强Y-TZP陶瓷磨损特性的影响

采用往复式摩擦磨损试验机研究了10%(质量分数计)A l2O3增强四方氧化锆多晶Y-TZP陶瓷材料(简称10ADZ)在不同载荷下的磨损行为与机制.结果表明:随着载荷的增加和滑动时间的延长,10ADZ陶瓷的磨损率增大,但并非呈线性增加,磨损率增长幅度不同;在62 N低载荷条件下,10ADZ陶瓷的磨损机制以犁沟和塑性变形为主;在124 N载荷下其主要的磨损形式为塑性变形、微切削和微断裂;而在310 N的高载荷下其主要的磨损机制为断裂磨损.

低温烧结细晶Y-TZP

通过在Ｙ－ＴＺＰ中加入适量的硅酸盐玻璃添加剂，使其烧结温度明显降低，并且制备出具有细晶粒、高强度的四方相氧化锆增韧陶瓷材料．分析了添加剂含量及烧结温度与材料致密度、显微结构及力学性能的关系，发现在Ｙ－ＴＺＰ材料中加入１ｗｔ％的添加剂，可以使材料在１４００℃下烧结，氧化锆晶粒尺寸约为１００～２００ｎｍ；其抗折强度可达９５０ＭＰａ．

快速烧结制备纳米Y-TZP材料

研究了快速热压烧结和放电等离子快速烧结（ＳＰＳ）制备纳米Ｙ－ＴＺＰ材料．利用快速热压烧结和 ＳＰＳ快速烧结，可在烧结温度为 １２００℃、保温９～１０ｍｉｎ条件下，制得相对密度超过９９％的 Ｙ－ＴＺＰ材料．研究发现：虽然快速热压烧结和 ＳＰＳ烧结都可使Ｙ－ＴＺＰ在相同温度下的密度高于普通热压烧结，但两种快速烧结所得Ｙ－ＴＺＰ的晶粒都大于无压烧结所得；另外，快速热压烧结所得样品的结构不够均匀，而ＳＰＳ烧结的样品的均匀性较好．文章对产生这些现象的原因进行了理论探讨．