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氧化镁部分稳定氧化锆(Mg-PSZ)陶瓷具有良好的高温强度和抗老化性能。作为结构陶瓷,优异的力学性能往往是评价其应用价值的重要依据。了解烧结过程中显微结构的演变则对制备高性能陶瓷材料起到至关重要的影响。本文首先以氧氯化锆、氧化镁为原料,氨水为沉淀剂,利用共沉淀法制备MgO-ZrO2粉体,研究了氧化镁含量对Mg-PSZ陶瓷性能的影响和Mg-PSZ烧结动力学。之后以商业MgO-ZrO2粉体为原料,研究了常压烧结下的温度、常压烧结和热等静压烧结条件下对Mg-PSZ材料的影响。得出结论如下:1.当氧化镁含量为10 mol%时,Mg-PSZ的体积密度和维氏硬度分别达到最大值5.51 g/cm3和8.29GPa。过量的氧化镁会造成Mg2+的偏析,在抑制材料烧结的同时也提高了 m-ZrO2的相对含量,不利于Mg-PSZ材料的力学性能。2.Mg-PSZ在烧结中期的致密化机理以晶界扩散为主,活化能为201 kJ/mol。随着温度的升高,晶粒生长主要受到三种机制控制,分别是正常晶粒长大、异常晶粒长大以及烧结后期的固溶拖拽,对应的表观活化能分别为82.31 kJ/mol,470.6 kJ/mol,365.8 kJ/mol。晶粒生长动力学方程如下:G2=6.31 × 106 × t × exp(-8.231 × 104/RT)nm6 × h-1G1=6.31 × 106 × t × exp(-47.06 × 104/RT)nm6 × h-1G3=6.31 × 106 × t × exp(-36.58 × 104/RT)nm6 × h-13.以商业MgO-ZrO2粉体为原料制备Mg-PSZ陶瓷,随着烧结温度的升高,材料的体积密度、强度呈现先增加后降低的趋势。当烧结温度达到1600℃时,Mg-PSZ中单斜相的相对含量达到最小值(18.33%)、体积密度达到最大值(5.63 g/cm3)、材料获得最高的弯曲强度(556.1 MPa)、最低的热膨胀系数和良好的抗热震性能。4.热等静压烧结可以显著提高Mg-PSZ陶瓷的体积密度和硬度,但不利于材料的力学性能;当Mg-PSZ经过热等静压烧结后,材料的体积密度和维氏硬度可以达到5.71 g/cm3、9.38 GPa,而Mg-PSZ材料的强度的从原有的556.1 MPa降低至 531.0 MPa。