烧结温度对氧化锆陶瓷相组成及力学性能的影响.docxVIP

烧结温度对氧化锆陶瓷相组成及力学性能的影响运新跃1,黄德信2,徐兵2,李雨林2,蒋丹宇2,张骋3(1.天津医科大学口腔医院,天津300070;2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;3.上海应用技术学院材料工程系,上海200235)摘要:本文以经900℃、1000℃和1100℃三种不同温度煅烧处理的3mol%的氧化钇稳定氧化锆粉体为原料,在1450℃、1500℃和1550℃三个温度下烧结致密块体陶瓷。并测定了烧结体的相组成、密度、硬度和断裂韧性等性能。结果表明:经高温煅烧的粉体的烧结致密度随烧结温度的上升而提高;材料的硬度随密度的增加而相应提高;烧结氧化锆的断裂韧性指标主要与材料中亚稳四方相含量有关。关键词:烧结温度;氧化锆陶瓷;相组成中图分类号:TQ174.75文献标识码:A文章编号:100121625(2009)增ffectofSinteringTemperatureonthePhaseandMechanicalPropertiesofY2TZPYUNXin2yue1,HUANGDe2xin2,XUBing2,LIYu2lin2,JIANGDan2yu2,ZHANGCheng3(1.HospitalofStomatology,TianjinMedicalUniversity,Tianjing300070,China;2.ShanghaiInstitutesofCeramics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200050,China;3.DepartmentofMaterialsEngineering,ShanghaiInstituteofTechnology,Shanghai200235,China;)Abstract:The3mol%Y2O3stabilizingZrO2powderscalcinedat900℃,1000℃and1100℃weresinteredunderthreedifferenttemperaturesof1450℃,1500℃and1550℃.Thephasecompositions,density,hardnessandfracturetoughnessofas2sinteredbulkmaterialsweremeasuredandcompared.TheresultsshowthatfortheZrO2powderscalcinedathighertemperatures,thedensityofsinteringbodyincreaseswiththeincreasingoffiringtemperature.Densematerialprocesseshigherhardnessandbothdensityandhardnessareenhancedbyelevatingthesinteringtemperature.Thefacturetoughnessvalueoftheas2sinteredzirconiadependsgreatlyonthecontentofmetastabletetragonalphase.Keywords:sinteringtemperature;ZrO2ceramics;phasecompostion1引言四方氧化锆陶瓷(TZP)是一种室温力学性能优良的陶瓷材料,常被应用于严酷环境和苛刻负载条件,如用做拉丝模、轴承和密封件,以及发动机活塞顶、气门机构中的凸轮、玻璃纤维和磁带的切刀等[1]。同时,钇稳定四方氧化锆陶瓷Y2TZP还表现出良好的耐磨性、耐腐蚀性和生物相容性,被认为是最具发展潜力的齿科生物陶瓷材料之一。与其他陶瓷相比,其烧结温度低,大约在1400～1550℃,材料烧结性能好,致密度高。氧化锆陶瓷材料的增韧效果与成分、烧结温度、原料粉体颗粒尺寸等因素密切相关,这些因素之间相互联系、作者简介:运新跃(19662),女,硕士,副主任医师.主要从事生物陶瓷材料的研究.通讯作者:张骋.E2mail:czhang@103增刊运新跃等:烧结温度对氧化锆陶瓷相组成及力学性能的影响相互制约,决定了烧结材料的相组成和力学性能[2]。本文研究了不同温度下烧结得到的氧化锆陶瓷的相组成、硬度和断裂韧性等力学性能,分析了烧结温度对氧化锆陶瓷材料力学性能的影响。2实验采用江西生产的FZR22高纯纳米级氧化锆粉料(含3mo1%氧化钇)为原始粉料,并将粉体在900℃(粉体A)、1000℃(粉体B)和1100℃(粉体C)三种温度下进行2h保温煅烧处理。称量三种煅烧后的氧化锆粉体各200g,分别与适量的氧化锆磨球、水和PVA(聚乙烯醇)一起放入球磨罐球磨24h。球磨后的粉体经烘干、磨细和过筛,干压成型,等静压处理。将成型