ZrO2增韧Al2O3陶瓷耐磨性的研究.pdfVIP

维普资讯 第 g8g茎年10月 硅 酸 盐Ⅱ学J报Jn OcVt,oob1e．1r7，．]难9895 1 ZrO 、 增韧Alo，陶瓷耐磨性的研究’ 金志浩 李光新 高积强 王永兰 (西安交通大学 ) 摘 要 本文对五种不同含量ZrO 增柳A】0，陶瓷在唐牲磨损条停下的耐麝 进行了试验研究 。试验 绪 果 恚 明，Zr0 增韧A l0t陶瓷的摩摧机理不 同干金属，它并不是简单的显微切射机理或犁海机理，其耐磨性与 陶瓷的硬庄和弹性模量投有单调的俄糊关系， 而与材料的断裂韧性和抗弯强度呈现 比较一致的毡向关系。 扫描 电镜对摩擦表面和抗弯断 口的对 比观测表明，ZrO 增韧AjO，陶瓷磨损被坏机理羁于一度性脆性 断裂 机理。因此，欲提高该陶瓷的耐磨性应当着重干提高陶瓷的韧性和 强度。利用ZrO。的马氏悼相变，可望握 高陶亳的韧性和强度，敞可望提高A !zOs基陶瓷的耐磨性 。 关键调-zTA陶瓷；耐磨性}相变 一 、 引 言 工程结构陶瓷具有耐高温 、耐腐蚀 ，耐磨损等金属材料难 以匹敌的特殊性能 ”。 工程 陶瓷除了大量用于耐高温、耐腐蚀 的零部件外，还用于要求耐磨的粉碎 、球磨、切削刀具、 变形模具等许多恶劣环境下使用的制 品中，要求材料具有高耐磨性 ，因此陶瓷材料的耐磨性 开始引起人们的注视。 其 中应用较多的为氧化物 陶瓷， 特别是Alo 基 陶瓷 已得到比较广 泛地应用，如何进一步提高氧化物 陶瓷 的耐磨性，对于扩大陶瓷材料在工程上的应用具有重 大意义。 近年来陶瓷材料的磨损研究虽有一些进展 ，但还很不成熟， 有待进一步的绦人。 本文就ZrO 增韧Alo 陶瓷的耐磨性及其磨损机理开展 了研究。 二、实验材料 与方法 本研究系采用不 同含量的ZrO (含3otol Y308)增韧AlOs陶瓷材斟 。ZrO 含 导 分别为0、l0、20,30、4Swt ，为 了改善性能加入 O．8wt TiO 。 Al：O。和ZrO。粉末 纯度分别在99．4 和99．5 以上，平均粒径为1．5m左右。 烧成温度为l580。O。 烧 成后的 密度和气孔率列于下表 图 1表示磨损试验方法和试样装夹的示意图。 试验 机转 速 为 33r／min， 导轨宽度 为 20ram，试样为 18ram的圆片 试验时正压力为3kg／．磨料为l00—14omesh石英砂 ，磨损 时间为2h。为了提高磨损试验精度， 采用了先跑合磨损的方法， 使被痔损试验平面 与导轨 平面保持良好的平行关系。 磨损前后用 射线测定了试样内zrO 正方相与单斜相拘相对量的变化， 测量方法见文 献[5]，并用扫描电镜观测了磨损后的表面形态变化。 _l 8年5月31日收强． ■ 01 维普资讯 试样的密度和气孔率测定值