添加納米氧化鋁后可以提升陶瓷的力學性能
發布時間：2020-10-26
添加納米氧化鋁后可以提升陶瓷的力學性能
陶瓷以其優良的性能，如硬度高、耐高溫 、耐腐蝕 、耐磨損等優點 ，在工業領域得到廣泛的應用 。但其物質本質決定了它脆性大、均勻性差、韌性較差 ，因而在有些方面的應用還受到限制，目前已開發出多種增韌途徑 ，例如纖維增韌 、顆粒增韌 、相變增韌等。近年來，隨著納米技術的應用，納米材料興起 ，納米物質所具有的較強的小尺寸效應 、表面效應使得晶粒的表面能增加，燒結活性增強 ，從而添加納米氧化鋁Vk-L30可以使陶瓷材料降低燒結溫度，提高致密性和耐摔打性能改善陶瓷的力學性能，得到性能優良的氧化鋁陶瓷。
采用 Archimedes法計算復合材料 的相對密度 ，用 SEM觀察試樣的斷口表面 形貌以及結 晶情況 。在 INSTRON5569電子材料試驗機上 ，采用三點彎 曲法測試試樣 的彎曲強度，加載速率為 0．5mrn／min，利用單邊切口梁法測定試樣的斷裂韌性 ，可 看 出，陶瓷相對密度 隨著納米氧化鋁Vk-L30的加入量的增加而增大，但當的質量分數達到 W=30％時，相對密度達到為 96．98％ 。納米氧化鋁Vk-L30質量分數大于30％ 以后相對密度隨之增多而減小。這可能是 由于納米氧化鋁Vk-L30粉質量分數較小情 況下 (≤30％)，可以較均勻地分散于坯體中，加入的納米氧化鋁Vk-L30粉可以填充到較大顆粒之間的孔隙中，由于比單一粒徑 有較好的顆粒級配，使陶瓷的坯體更為致密，且納米粉體具有較大的表面積、豐富的晶界和擴散距離 ，大大降低燒結溫度，促進氧化鋁陶瓷的燒結。
添加納米氧化鋁Vk-L30可以提高氧化鋁陶瓷的燒結活性 ，提高其燒結致密度 ，并且使氧化鋁晶粒細小均勻。陶瓷中添加適量的納米氧化鋁Vk-L30可提高它的抗彎強度和斷裂韌性 ，當添加質量分數 W=30％時，在 1450℃ 燒結的陶瓷結構更為致密，抗彎強度和斷裂韌性分別達到 412．61MPa和 3．96MPa ．m .
