ZrO_2基热障涂层陶瓷材料研究进展

由于ZrO2基陶瓷材料在热障涂层上的广泛应用,本文综述了氧化物(一元、二元、多元)稳定ZrO2、MZrO3化合物及Ln2Zr2O7化合物的研究情况。结果指出氧化物稳定ZrO2在热障涂层上的应用空间已十分有限,随着航空发动机技术的发展,化学式为A32+B24+O7焦绿石结构的陶瓷材料有望替代YSZ,根据声子导热理论和晶体化学原理,用稀土元素离子对A32+B24+O7型陶瓷材料进行掺杂进一步降低其热导率,将为热障涂层技术应用开辟广阔的空间。该机理对MZrO3同样适用。

ZrO_2基陶瓷的t—m马氏体相变异相界面电子结构

分析了ZrO2 的两种晶体结构 (正方与单斜 )中的共价键络 ,并根据“固体与分子经验电子理论” ,在一级近似下计算出了ZrO2 陶瓷中t—m马氏体相变后存在位相关系 (10 0 ) m∥ (110 ) t 界面的价电子密度。计算结果表明 ,t ZrO2 中 (110 ) t 晶面上的平均价电子密度为 0 .0 0 372 0nm-2 ,m ZrO2 中 (10 0 ) m 晶面上的平均价电子密度为0 .0 0 36 17nm-2 ,两者相差仅 2 .77% ,可见ZrO2 的马氏体相变后m ZrO2 与t ZrO2 的相界面上的平均价电子密度是连续的 。

原位反应制备Al_2O_3弥散强化ZrO_2基复合陶瓷

为降低氧化锆基陶瓷烧结温度和提高其力学性能,在氧化锆中加入不同含量的纳米铝粉并采用在不同微波烧结温度使铝发生原位反应生成氧化铝弥散强化氧化锆基体的方法制备了Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷。通过XRD物相分析、SEM显微结构观察和力学性能等测试,得到了纳米铝粉含量和微波烧结温度对Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷力学性能和显微结构的影响规律。结果表明:ZrO_2基复合陶瓷素坯较适合的排塑温度为400℃。在保温时间30 min条件下,纯ZrO_2陶瓷和Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷的较佳微波烧结温度为1 350℃。纳米铝粉添加体积含量为0.5%的Al_2O_3/ZrO_2复合陶瓷具有较佳的综合性能,其致密度为98.56%,硬度为14.92 GPa,抗弯强度为607.07 MPa,断裂韧性为15.09 MPa·m^(1/2),抗弯强度和断裂韧性分别提高了10.46%和16.62%。