ZnO对MgPSZ陶瓷细晶化和相组成的影响.pdfVIP

第37卷 增刊l 稀有金属材料与工程 、，oI．37，S叩p1．1 2008年 1月 RAl也MEl_ALMA下ERIALSANDENGT卜mERmG 2008 J卸uary 王凤霞，蔡舒，张酷 (天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津300072) 摘要：在氧化镁部分稳定的氧化锆基质中加入不同含量的znO，研究烧结，熟处理过程中zn，Mg．Psz显微结构和相 组成的变化。结果表明：znO的加入使Z巾2晶格发生畸变，降低了烧结温度，获得了具有细晶结构的更加致密的烧结 体，同时降温过程中有大量的四方相析出并保留至室温。另外，zno的加入可细化晶粒，其含量可以调控四方析出体 的形貌，随着氧化锌加入量的增加，晶粒内析出体粒径增大，其形状也逐渐由球形转变为具有特定晶向的各向异性。 关键词：先进结构陶瓷：zn，Mg．Psz；晶粒；析出体 174 文献标识码：A 中图法分类号：TQ 文章编号：l002．185x(2008)S1．509．03 加剂对Mg‘Psz微观结构和相组成的影响。 1 引 言 2实验 先进结构陶瓷的显微结构，如晶界、晶粒形状和 气孔等，很大程度上决定了它的力学、电学、热学等方 以zr02(平均粒径为2pm)，化学纯znO、轻质 面的性能。Mg—PSZ是至今为止研究相对较成熟的氧MgO为原料，用机械球磨混合法制备粉料，配方组成 化锆类结构陶瓷，具有优异的中常温性能，它已被广 泛应用在各工业领域的耐磨、耐蚀及耐高温的易损零 1．5，3．O(见表1)，在乙醇为介质的条件下以行星式球 部件中。但是Mg—PSZ陶瓷是一类典型的粗晶陶瓷， 磨机球磨6h，球磨机转速为800r／min。球磨后的浆 在晶界和晶粒内明显残留一部分气孔，而很难达到致 料干燥后，在800℃下煅烧lh。粉料准备好后，经 密，因此，其性能和应用范围受到限制。传统的Mg—PSZ等静压造粒、干压和等静压成型制成29mm×6．5 mm×3．5 在立方固溶区烧结，再通过热处理在粗晶立方基体中 mm的试条，在1550～1600℃下常压烧成， 析出尺寸为50～500nm的四方相，四方析出体通过应 保温1~4h，随炉冷却至室温。烧成后的部分试样于 力诱导相变来增强基体的断裂韧性。但是单纯的 1100～1500℃温度间进行热处理。对获得的各样品用 Mg．PSZ四方相析出推动力小，且相变的临界尺寸小，x射线衍射仪进行相组成分析，抛光试样经化学腐蚀 很容易转变为单斜相，需要严格控制热处理温度，并 后，用SEM观察其微观结构。 通过增长热处理时间来生成尽量多的四方相。 复合掺杂为Mg．PSZ的综合性能的进一步优化提 表1(zn，Mg)-Psz粉末组成 供了一条有效的途径。通常，人们在Mg—PSZ。中添加 ’I’ablel Compositionsof(Zn，Mg)一PSZpowder 适当的稳定剂，制得三元或多元复合稳定的PSZ陶瓷 con蜘t，m01％——————墅翌型坚————一ZO Z1 Z2 Z3 z4 材料；目前常用的掺杂剂有Y203、CaO、Ce02、Ti02、 Zr02 90 90 90 90 90 A1203【¨】等。但对Zn0掺杂的研究属于一个相对空白 MgO lO lO 10 lO 10 领域，znO作为陶瓷材料中尤其是功能陶瓷