第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合伙料

1、第五組匯報(bào)人：曹巧玲組 員：曹巧玲 顧明星 產(chǎn)文斌 程言營 鄒慶元 張猛剛 周雷 周洋氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料概沉廁螢對疆囤刀丟心偽親珠瘩過功曠誅陜灌敗蝸官粕繼增伯互行考扭冶第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料內(nèi)容提要：氧化鋯陶瓷的特點(diǎn)、性能及種類氧化鋯陶瓷增韌的機(jī)理氧化鋯陶瓷復(fù)合材料的應(yīng)用踞森墑姬按寒韭節(jié)吧犁郝題徹丹瓦塑豁畝贓臣摧銅薄蹭寨奎寄件柞才己嚼第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料氧化鋯陶瓷的特點(diǎn)、性能特點(diǎn)： 純ZrO2為白色，含雜質(zhì)時(shí)呈黃色或灰色，添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。純氧化鋯的分子量123.22，理論密度是5.89g/cm3，熔點(diǎn)為27

2、15 。性能： 化學(xué)性能穩(wěn)定，除硫酸和氫氟酸外，對酸、堿及堿熔體、玻璃熔體和熔融金屬具有很好的穩(wěn)定性。熱導(dǎo)率低、熱穩(wěn)定性好及高溫蠕變小是氧化鋯陶瓷的最主要特征。純二氧化鋯陶瓷致密燒結(jié)體變形溫度高達(dá)24002500，一般純工業(yè)二氧化鋯生產(chǎn)的制品蠕變溫度也達(dá)2200。具有極好的耐磨性，與三氧化二鋁陶瓷相比，其磨損率為 0：15。己胃杉瓊噎經(jīng)廓鉸糞砰晨錐撒碑柱諜縣氟芽息舀冰席赦釘瞅貓除恍涉核吟第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料氧化鋯陶瓷種類1.穩(wěn)定氧化鋯陶瓷類 由于純氧化鋯硬度很大 ,且發(fā)生相變時(shí)伴隨有 35 %的體積變化 ,所以無法制備出理想的制品 ,必須進(jìn)行晶型穩(wěn)定化處理。

3、常用的穩(wěn)定劑(如MgO , CaO , Y2 O3或 CeO2等稀土氧化物等)陽離子半徑與 Zr 4 +相近(相差在 12 %以內(nèi)) ,在 ZrO2中溶解度很大 ,可以和 ZrO2 形成置換型固溶體 ,這種固溶體可以通過急冷處理保持穩(wěn)定 ,不再發(fā)生相變,沒有體積變化 ,稱為穩(wěn)定氧化鋯陶瓷。沙窩姐竊揚(yáng)蔣甫隨性晤劇倍啤焦?jié)u帆拒恿姐寨猩酵陶弘孜葛坐術(shù)翟至揪鴿第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料2. 局部穩(wěn)定氧化鋯(PartiallyStabilizedZirconia,PSZ)類 在氧化鋯穩(wěn)定化過程中 ,如果穩(wěn)定劑添加量缺乏 ,就不會(huì)完全轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的立方相 ,而是由立方相和四方相

4、混合組成的局部穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。3.四方多晶氧化鋯增韌陶瓷(TetragonalZirconiaPolycrystals,TZP) 其臨界粒徑在 0.110nm 范圍內(nèi) ,取決于穩(wěn) 定劑的固溶量和材料密度 ,全部由四方相組成 ,理 論上具有最好的韌性。4 其它彌散氧化鋯陶瓷(DiffusedZirconiaCeramics , DZC) 如氧化鋯增韌莫來石陶瓷具有良好的高溫力學(xué)性能,但常溫性能不理想。其它還有氧化鋯增韌氮化硅陶瓷和氧化鋯增韌玻璃陶瓷等 。實(shí)縣防闊融柞孔摹陀伙蚜茨鑄胳嗚閑岡邢蕪絨椽鼓揍彌謗蕊泵志城沙蒂勁第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料5.氧化鋯的晶型種類：單斜Mo

5、noclinic氧化鋯m-ZrO2四方Tetragonal氧化鋯t-ZrO2 立方Cubic氧化鋯c-ZrO2 在低溫段950為單斜相， 在中溫段12002370為四方相， 在高溫段2370 為立方相。病太袱謅締傳摻姚訪狐浩歉摩祭士蛤跑社寥廊凋等盧刃盎迢肆高撈錢哇辦第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料氧化鋯陶瓷增韌的機(jī)理 1. 應(yīng)力誘發(fā)相變增韌 如果四方相氧化鋯的晶粒足夠細(xì) ,或者基體對其束縛力足夠大 ,冷卻過程中四方相 單斜相的相變就可受到抑制 ,四方相可穩(wěn)定地保存到室溫。當(dāng)裂紋受到外應(yīng)力作用擴(kuò)展時(shí) ,裂紋前端形成較大的張應(yīng)力 ,使基體對四方相的約束力得到松弛 ,四方相相

6、變?yōu)閱涡毕?。此時(shí)相變就產(chǎn)生 35 %的體積膨脹和 17 %的剪切應(yīng)變 ,并對基體產(chǎn)生壓應(yīng)變 ,使裂紋擴(kuò)展受阻、主裂紋延伸需要的能量增加。即在裂紋尖端應(yīng)力場的作用下 ,氧化鋯晶粒發(fā)生馬氏體相變 ,吸收了能量 ,提高了斷裂能 ,從而提高了斷裂韌性。圖 1 為應(yīng)力誘導(dǎo)相變示意圖。鹽甜危龔攢灣寸扛密霧柞滅切柯比南投判宗玄桃云啥噶澳絳言瀕綁焊審畢第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料炊罪隔猴殃刺報(bào)嘎譏睫撻食忿矛吭絹萌磺箍淡刁衰琳銀述兆拍溪齊嗽凱梁第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料2. 微裂紋增韌 陶瓷材料中,由于存在局部剩余應(yīng)力,在燒結(jié)體中有一定數(shù)量的微裂紋。這些

7、微裂紋降低了作用區(qū)的彈性模量,受外力作用時(shí)微裂紋以亞臨界裂紋緩慢擴(kuò)展,釋放主裂紋尖端的局部應(yīng)變能,增加了由裂紋擴(kuò)展面積增加所產(chǎn)生的總外表能主裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展所需的能量,有效地抑制了裂紋擴(kuò)展,提高了斷裂韌性,如圖 2 所示?；@鬃響待猿硼節(jié)誣險(xiǎn)巒汝華殺煙韶威療殺歉雕懸肆銀晰飽物它瘦罪舟州驕第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料3. 裂紋的彎曲和偏轉(zhuǎn)增韌 裂紋的彎曲和偏轉(zhuǎn)增韌的機(jī)理為:在裂紋的擴(kuò)展路徑上 ,放置一些障礙 ,阻礙裂紋的運(yùn)動(dòng) ,使裂紋擴(kuò)展時(shí)須改變方向。這些障礙可以是第二相粒子 ,也可以是第二相產(chǎn)生的應(yīng)力集中或剩余應(yīng)力等當(dāng)裂紋的擴(kuò)展受到阻礙時(shí) ,裂紋會(huì)彎曲繞過障礙物繼續(xù)在同

8、一平面內(nèi)前進(jìn)。裂紋也可能會(huì)偏轉(zhuǎn),試圖完全避開障礙。在氧化鋯增韌陶瓷中 ,這兩種情況可同時(shí)發(fā)生。裂紋的彎曲、偏轉(zhuǎn)增韌機(jī)理認(rèn)增韌效果與溫度無關(guān) ,但如果剩余應(yīng)力來自于熱膨脹系數(shù)失配 ,那么就會(huì)受到溫度的影響。對氧化鋯增韌陶瓷 ,裂紋的偏轉(zhuǎn)通常發(fā)生在相變了的單斜相氧化鋯顆粒周圍 。掠勵(lì)自燦臨受廚恒吏蕾仰妓威楓恍盈擅泳娘痔狀卡激紐裙輔規(guī)謎耕俘柯壺第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料4 .外表強(qiáng)化增韌 外表強(qiáng)化增韌陶瓷材料的斷裂往往是從外表拉應(yīng)力超過斷裂應(yīng)力開始的。由于 ZrO2 陶瓷燒結(jié)體外表存在基體的約束較少 ,t - ZrO2容易轉(zhuǎn)變?yōu)?m - ZrO2 ,而內(nèi)部 t - Zr

9、O2 由于受基體各方向的壓力保持亞穩(wěn)定狀態(tài)。因此外表的 m - ZrO2比內(nèi)部的多 ,而轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積膨脹使材料外表產(chǎn)生剩余的壓應(yīng)力 ,可以抵消一局部外加的拉應(yīng)力 ,從而造成外表強(qiáng)化增韌。萄板兵分喳融姆垛顱常豁蒸永湊升曹滯娟表搬草豆刁秉行藕憾甚謙憶衍爭第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料氧化鋯陶瓷復(fù)合材料的應(yīng)用 在結(jié)構(gòu)陶瓷方面 由于氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強(qiáng)度和高耐磨性，優(yōu)異的隔熱性能，熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。 主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介質(zhì)、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風(fēng)扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具

10、、表殼及表帶、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨零器件等。 澳筋耘尿佑譽(yù)滬綠豪左壓勉貿(mào)柿衰腿弓漲許祥哦柞藩潭北饅饅崇虞藉貪佛第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料氧化鋯磨介 砂磨機(jī)專用系列耐磨配件 賢委觸仕諾口揮鈉盟謊瓊旨膊虐忙裁碑躲皆逮蘑扛盤呂殆購疫狐耐帶南窒第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料 氧化鋯陶瓷刀奠擠侄遭平刀鈔峨碉售墨擻斤闖卵蔗燼鏟楷摟蠶撿深稅瞎筏椽耽撮垣典工第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料在功能陶瓷方面 其優(yōu)異的耐高溫性能作為感應(yīng)加熱管、耐火材料、發(fā)熱元件使用。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數(shù)，主要應(yīng)用于氧傳感器、固體

11、氧化物燃料電池和高溫發(fā)熱體等領(lǐng)域。Zr02具有較高的折射率，在超細(xì)的氧化鋯粉末中添加一定的著色元素(V205, Mo03, Fe203等)，可將它制成多彩的半透明多晶Zr02材料，像天然寶石一樣閃爍著絢麗多彩的光輝，可制成各種裝飾品。另外，氧化鋯在熱障涂層、催化劑載體、醫(yī)療、保健、耐火材料、紡織等領(lǐng)域正得到廣泛應(yīng)用。叮騙寬鏟澆罷菱嗚壇痹噓門頁否漣茫摻承岳紙壹哉抒蓬萄縛寥伺瘧翰紗帽第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料加工完成的氧化鋯全瓷冠 二氧化鋯全瓷牙，是目前烤瓷牙中比較高檔的。它由電腦輔助制作，材料對人體無刺激，生物相容性很好，對人體不會(huì)產(chǎn)生什么不良反響。能以椰湯將哨芍騷

12、溉醋諱僅醚國肉纂寂惹堆異力剎豌廄箭敷惰碴賤擦予梯第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料 “氧化鋯基陶瓷內(nèi)螺旋軸襯在污水處理設(shè)備上替代硬質(zhì)合金材料應(yīng)用，具有比硬質(zhì)合金材料更耐腐蝕、更耐磨、不生銹、使用壽命長、設(shè)備效率大幅度提高的特點(diǎn)?！把趸啅?fù)相陶瓷外螺旋軸套是用于火力發(fā)電和燃油鍋爐等離子點(diǎn)火器配套產(chǎn)品，可以實(shí)現(xiàn)煤粉鍋爐無油點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒，大幅度節(jié)省能源，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和巨大的社會(huì)效益。 露鞘含辱逐信喊嚇領(lǐng)寄燃恫嚨近泄艘伊侄虐呼豎震念攔食鎖價(jià)釩財(cái)盎憲浙第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料第五組-氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料 氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料是一類新型結(jié)構(gòu) 陶瓷材料，與普通氧化鋯相比除保持高強(qiáng)度和高韌性外，其硬度、耐