氧化锆基陶瓷磨损机理转变的研究

氧化锆基陶瓷凭借优异的耐磨性在耐磨领域得到了广泛的使用。本文就影响氧化锆基陶瓷磨损机理转变的因素进行了综述,并对如何提高氧化锆基陶瓷耐磨性进行了展望,以促进正确设计和使用氧化锆基陶瓷作为摩擦学部件。

氧化锆基双陶瓷层热障涂层表层材料研究进展

双陶瓷层热障涂层是热障涂层技术的发展方向之一。等离子喷涂和电子束-物理气相沉积技术是目前最常用的双层涂层制备技术,但存在的固有缺点影响涂层性能的发挥。可实现非视线沉积的等离子-物理气相沉积技术效率高,能对涂层微观结构进行精准调控,发展潜力巨大。稀土氧化物掺杂ZrO2、A2B2O7型烧绿石和萤石结构化合物、钇铝石榴石、独居石结构的稀土磷酸盐、氧化铝等材料被作为表层陶瓷,分别与传统的6%~8%Y2O3部分稳定的ZrO2((6~8)YSZ)层组合构成双陶瓷层,可有效降低涂层的热导率,极大地改善抗熔盐热腐蚀性能,提高耐热温度等。如YSZ/CeO2和TiO2共稳定的ZrO2双层涂层可大幅提高隔热性能,La2(Zr0.7Ce0.3)2O7能有效提高整个涂层的使用寿命,钇铝石榴石能阻隔氧渗入YSZ层并防止粘结层金属的氧化,GdPO4能与Na2SO4+V2O5熔盐反应形成稠密反应层并抑制熔盐的进一步渗入,纳米Al2O3可形成致密结构,并提高涂层的抗热腐蚀能力和抗高温氧化能力。但是,绝大部分材料的热膨胀系数较低、断裂韧性较差,限制了涂层整体性能的发挥。结合纳米技术和等离子-物理气相沉积等新的制备技术,改性修饰稀土锆酸盐等表层材料的热物理性能,引入稀土钽酸盐等热导率低、韧性强、阻氧性好的材料,被认为能提高双层涂层的隔热性能和使用寿命。

CePO_4基与ZrO_2基陶瓷的坯体连接及其界面特征

为实现复杂形状陶瓷构件的低成本制备,以含粘结剂的料浆为连接材料,在坯体状态下对ZrO2基与CePO4基陶瓷进行无压同体及异体连接.微观分析表明,接点的颗粒尺寸小于母材的尺寸,接点及邻近区域的结构与母材相比更为致密,没有明显的裂纹、气孔及其他缺陷存在.其连接机理为烧结过程中母材与连接材料间的扩散反应,以及界面处颗粒间的相互镶嵌.力学性能测试显示接点的强度和母材的相近.

基底瓷厚度变化对氧化锆双层瓷结构抗折强度的影响

目的分析基底瓷厚度对氧化锆双层瓷结构抗折强度和断裂模式的影响。方法将规格为15mm×5mm完全烧结的氧化锆瓷块切割成5组,瓷片共25片,厚度分别为A组(0.3mm),B组(0.4mm),C组(0.6mm),D组(0.8mm),E组(1.0mm)。经过喷砂和超声清洗后,在所有瓷片上堆塑1.0mm的饰面瓷并烧结,使各组的样本总厚度分别为1.3mm,1.4mm,1.6mm,1.8mm,2.0mm。用电液伺服疲劳试验机对每个样本进行三点弯曲测试,对实验数据进行单因素方差分析及SNK组间比较,观察样本破坏模式。结果各组抗折强度(MPa)均值分别为A组(352.31±10.80),B组(370.93±12.05),C组(480.19±19.14),D组(681.73±6.05),E组(699.06±29.22)。除A组和B组、D组和E组组间外,其他各组组间差异明显(P<0.05)。断裂模式观察显示:A组出现分层,断裂碎片在4片以上;其它各组均无分层,断裂碎片多为2～3片。结论在饰面瓷厚度不变的前提下,氧化锆双层瓷的抗折强度随基底瓷厚度增加而增强。

TiAl/ZrO_2复合材料的制备与性能研究

研究了采用高能球磨工艺与热压烧结方法制备的TiAl/ZrO2陶瓷基复合材料的工艺条件、力学性能和微观结构。结果表明:TiAl质量分数为40%时,材料的致密度、维氏硬度、室温抗弯强度、断裂韧性分别达99%、13.7GPa、261.2MPa、3.2MPa.m1/2。大量穿晶断裂导致复合材料韧性较低。