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氧化锆陶瓷具有比一般陶瓷更优异的物理和机械性能,利用其在烧结过程中具有晶型转变的特点,用以提高材料的强度及断裂韧性,但其高温力学性能较差且成本高。而氧化铝常温力学性能较好,化学性质稳定,价格低廉。因此可以在氧化锆中加入部分氧化铝,达到降低成本、改善性能的目的。本文重点研究陶瓷的成分配比和制备工艺两方面因素对陶瓷性能的影响。选择稳定剂氧化钇含量不同的3Y-ZrO2、5Y-ZrO2和8Y-ZrO2三种氧化锆粉料,分别设计氧化铝配比不同的5种组分,经混合、搅拌、球磨、过筛、成型和烧结后制得陶瓷试样,比较1560~1640℃温度区各陶瓷试样的烧结效果,利用扫描电镜、X射线衍射等设备分析试样的显微组织和相组成情况。3Y系氧化锆/氧化铝复合陶瓷试样,在烧结温度为1600~1640℃时,烧结效果最佳,试样收缩率适中,密度和失重率较稳定。在烧结温度为1640℃时,四方相与立方相氧化锆含量较高,但表面孔洞较多,对陶瓷试样的增强增韧效果不明显;而烧结温度为1600℃时,相转变率较低,但试样较致密,综合性能相对较高。5Y系氧化锆/氧化铝纳米复合陶瓷试样,在烧结温度为1580~1620℃时,收缩率较高,密度和失重率适中。当烧结温度为1600℃时,四方相和立方相氧化锆含量相对较高,且晶粒均匀,表面孔洞率较低,试样相对较致密,具有较高硬度和强度,综合性能达到最优。8Y系氧化锆/氧化铝纳米复合陶瓷试样,在本实验设定的烧结温区1560~1640℃内,随着烧结温度的升高,试样表面的气孔数量逐渐增多,收缩率和密度具有逐渐降低的趋势,硬度值也逐渐降低,单斜相氧化锆的含量逐渐增多,试样的综合性能变差。8Y系氧化锆/氧化铝纳米复合陶瓷适宜的烧结温度在1560℃或是更低。氧化钇的含量为5mol%时,断裂韧性达到最大,为6.935MPa?m1/2;氧化钇含量为3mol%和8mol%时,断裂韧性值较低,分别为4.675MPa?m1/2和5.045MPa?m1/2。第二相成分氧化铝的含量影响3Y、5Y和8Y系试样的性能。氧化铝含量较高时,试样密度较低,气孔率较高。但氧化铝含量为35%时,具有促进并稳定四方相和立方相氧化锆的作用。实验发现M54-3试样烧结温度适中,氧化铝含量较高,且致密性好、硬度和断裂韧性优异,硬度高达1287.85HV,综合性能最佳。陶瓷试样中裂纹的扩展以及断裂形式包括沿相界断裂、沿晶界断裂、穿晶断裂及在三维空间上的潜藏断裂。