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氧化锆增韧氧化铝陶瓷中氧化锆的晶型、位置和分布对陶瓷的性能影响很大,因此增加ZTA陶瓷中的晶内相含量、抑制Zr O2的t-m相变对ZTA陶瓷结构性能的提升有重大意义。本文重点研究了Al、Nd2O3、La2O3、Y2O3对传统粉末冶金制备的ZTA陶瓷组织和性能的影响,以及Al和RE2O3在制粉和烧结过程中的协同作用和对ZTA陶瓷组织和性能的影响,用SEM、XRD、三点弯曲实验等表征手段来分析其力学性能、组织形貌和相结构,主要结论有:1.Al2O3-Zr O2的最佳烧结温度是1650℃,最大抗弯强度为430.7MPa,Al2O3-Zr O2-Al的最佳烧结温度是1600℃,最大抗弯强度为448.8MPa。Al有促进陶瓷烧结的作用,有利于降低ZTA陶瓷的孔隙率。Al2O3-Zr O2-Al在球磨过程中,部分纳米Zr O2颗粒被破碎的Al颗粒包覆并在烧结过程中直接成为晶内相,提高了晶界强度从而提高陶瓷的抗弯强度,但在较高烧结温度时又会导致陶瓷组织不均匀性增加严重降低其抗弯强度。2.Al2O3-Zr O2-Nd2O3的最佳烧结温度是1650℃,最大抗弯强度为330MPa,Al2O3-Zr O2-Nd2O3-Al的最佳烧结温度是1550℃,最大抗弯强度为515MPa。Nd2O3有抑制陶瓷晶粒长大的作用,因此在较低温度烧结时Nd2O3可以提高Al2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度,但烧结温度高时Nd2O3也造成陶瓷孔隙率增加从而降低了Al2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度,Nd2O3提高了陶瓷性能的稳定性,使得Al2O3-Zr O2-Nd2O3的抗弯强度高且比较稳定。Al2O3-Zr O2-Nd2O3-Al在球磨过程中破碎的Al颗粒可以包覆部分Zr O2和Nd2O3颗粒,烧结时Al颗粒表面氧化为Al2O3有阻碍其内部Al液、Zr O2和Nd2O3的流出,烧结温度较低时这部分Nd2O3和Zr O2颗粒成为晶内相,Nd2O3抑制Al2O3晶粒长大和稳定t-Zr O2相的作用共同提高了陶瓷的抗弯强度。烧结温度较高时,Nd2O3可以更好的发挥出抑制Al2O3晶粒长大和稳定t-Zr O2相的作用,Nd2O3和Al混合液液可以更好的起到液相烧结的作用,这两点共同提高了陶瓷抗弯强度。3.Al2O3-Zr O2-La2O3的最佳烧结温度是1550℃,最大抗弯强度为555MPa,Al2O3-Zr O2-La2O3-Al的最佳烧结温度是1550℃,最大抗弯强度为593MPa。La2O3有抑制陶瓷晶粒长大的作用,在较低温度烧结时La2O3提高了Zr O2晶粒t-m相变的量,在较高温度烧结时La2O3有稳定t-Zr O2相的作用,La2O3是四种粉末分别单独添加中对抗弯强度提高幅度最大的,并且Al2O3-Zr O2-La2O3-Al的抗弯强度是最高的。Al2O3-Zr O2-La2O3-Al在球磨过程中破碎的Al颗粒可以包覆部分Zr O2和La2O3颗粒,烧结时Al颗粒表面氧化为Al2O3有阻碍其内部Al液、Zr O2和La2O3的流出,烧结温度较低时这部分La2O3和Zr O2颗粒成为晶内相,La2O3抑制Al2O3晶粒长大的作用虽然降低,但和Al液提高晶内相含量的作用一起提高了陶瓷的抗弯强度。烧结温度较高时,La2O3抑制Al2O3晶粒长大、稳定t-Zr O2相,La2O3和Al混合液相烧结共同提高了陶瓷的抗弯强度。4.Al2O3-Zr O2-Y2O3的最佳烧结温度是1550℃,最大抗弯强度为420MPa,Al2O3-Zr O2-Y2O3-Al的最佳烧结温度是1550℃,最大抗弯强度为399MPa。Y2O3有促进烧结和稳定t-Zr O2的作用,因此可以提高较低温度烧结时Al2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度,但提高的幅度没有其增加孔隙率的降低幅度大,导致Al2O3-Zr O2-Y2O3的最大抗弯强度没有Al2O3-Zr O2的高。Al2O3-Zr O2-Y2O3-Al在球磨过程中破碎的Al颗粒可以包覆部分Zr O2和Y2O3颗粒,烧结时Al颗粒表面氧化为Al2O3有阻碍其内部Al液、Zr O2和Y2O3的流出,烧结温度较低时这部分Y2O3和Zr O2颗粒成为晶内相,Y2O3稳定t-Zr O2的作用降低,导致Al2O3-Zr O2-Y2O3-Al的抗弯强度低于Al2O3-Zr O2-Y2O3的。烧结温度较高时则由于陶瓷的孔隙率过高,造成Al2O3-Zr O2-Y2O3-Al的抗弯强度很低。