Y_2O_3增韧补强ZTA陶瓷材料及其耐磨性能研究.pdfVIP

· 14 · 材料导报B：研究篇 2016年6月(B)第30卷第6期 稀土氧化物La2O3／Y2o3增韧补强 ZTA陶瓷材料及其耐磨性能研究 周后明，曾国章，刘景文，张高峰，周友行 (湘潭大学机械工程学院，湘潭 411105) 摘要 针对单一相ZrO3增韧 A1()3(ZTA)陶瓷在提高韧性的同时不能合理兼顾其耐磨性能，利用稀土氧化 物能促进复合陶瓷材料热压烧结的工艺特点，将 La2O3／Y2()3添加到ZTA陶瓷材料 中，XRD衍射 图谱表明：La203／ Y203的添加可以有效阻碍Zr0：不稳态晶型相变，促进介稳态 t-ZrO2的形成。当添加量为4 (质量分数)时，烧结 后晶粒分布最为均匀，致密程度高，其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别比相应未添加稀土氧化物的ZTA材料提高 了8 、21 、33 ，且 La2()3与 Al20 会发生原位反应生成片状 LaAl110s，这种片晶不仅可以阻碍 Al2()3、ZrO2颗 粒长大，还可通过晶粒拔 出等增韧机制提高材料韧性。摩擦磨损试验结果表明：稀土氧化物的添加能提高ZTA陶瓷 材料的耐磨性能，添加量为4 时其磨损率最低。 关键词 稀土氧化物 氧化镧 氧化钇 氧化锆增韧氧化铝(ZTA)陶瓷 增韧补强 摩擦磨损 中图分类号：TQ174 文献标识码：A DOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2016．12．004 RareEarthOxidesLa203／Y203一toughened＆Reinforced ZTA CeramicandItsAbrasionResistance ZHOU Houming，ZENG Guozhang，LIU Jingwen，ZHANGGaofeng，ZHOU Youhang (SchoolofMechanicalEngineering，XiangtanUniversity，Xiangtan411105) Abstract Aimingatthemutualexclusionofmoderatewearresistanceandimprovedfracturetoughnessinsin- glephaseZr0 一toughenedAlzOs(ZTA)ceramic，takingadvantageofrareearths benefittothehot-pressingsintering ofcompositeceramics，LazOs／Y203wereaddedintoZTAceramictotoughenandreink)rcethemateria1．X-raydif- fractionpatternsshowedthatLa2O3／Y2O3cannotonlyhindertheunsteadycrystalphasetransitionofZr02，butalso promotetheformationoft-ZrO2．ThegrainsizewasfineinthematrixandthehighdensitywasachievedwhenLa2O3／ Y2Oscontentwas4 ，whilethehardness，flexuralstrengthandfracturetoughnessincreasedby8 ，21 ，33 ， respectively，comparedwithtraditionalmonolithicZTA ceramics．Undertheconditionofhot-pressingsintering，the LaA1l1018compoundgeneratedbyin-situreactionofLa2Os／Y2()3canactasaninhibitoragainstthegrowthofAle03， ZrO2particles，andmoreover，improvethetoughnessthrough p‘ull—out’effect．Frictionandweartes