复相增韧Al_2O_3基复合材料成分设计初探

一、前言 陶瓷材料具有耐高温、耐腐蚀、比模量大、化学稳定性好等优点,但作为结构零件,陶瓷材料的韧性往往不能满足使用要求。因此,提高陶瓷材料的韧性将是材料科学发展的一大方向。 理论研究表明,陶瓷断裂韧性可用下式表示:KIC=(αEγi)1/2。E是杨氏模量,γi是破坏能量。所以,通过改善孔隙、应力、晶粒等来提高陶瓷材料的破坏能量,可以达到韧化陶瓷的目的。50年代,人们曾在陶瓷中添加金属,利用金属塑变来吸收一部分外负载能量;70年代末,发现了ZrO2马氏体相变可有效地提高陶瓷材料的断裂韧性;纤维或晶须增韧陶瓷材料的研究也在广泛深入地进行中。但金属陶瓷的脆性改善有限,相变韧化致使材料高温强度大幅度下降,纤维增韧陶瓷的制备工艺比较复杂。本文以Al2O3陶瓷为基,力图将上述陶瓷增韧的诸方法加以综合,探讨该类陶瓷基复合材料的复相韧化成分和机理,为进一步深入研究陶瓷基高性能复合材料作准备。 二。