結構陶瓷材料的韌性和可加工性經(jīng)歷的幾個(gè)階段

氧化鋯陶瓷近些年來(lái)被廣泛運用于各行各業(yè)，可作為結構陶瓷或者一些陶瓷零件，這都跟其韌性有很大關(guān)系，下面科眾陶瓷廠(chǎng)給大家介紹下結構陶瓷的可加工性經(jīng)歷的幾個(gè)階段。

如前所述，陶瓷材料的脆性本質(zhì)影響了其應用，主要原因之是陶瓷內部存在缺陷，為克服該缺點(diǎn)，近20年來(lái)圍繞Al2O2陶瓷基復合材料和其他陶瓷基復合材料多次形成研究熱潮，這些陶瓷材料在設計、制備、加工和檢測等方面共同經(jīng)歷了以下幾個(gè)方面的努力和嘗試。

藍色陶瓷隔熱陶瓷板

陶瓷及其復合材料的設計圍繞改進(jìn)陶瓷材料的韌性和可加工性，大約經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:

（1）相變增韌陶瓷利用ZrO2在應力作用下由四方相向單斜相轉變時(shí)的體積膨脹效應，抑制裂紋的擴展和萌生，由此提高陶瓷材料的斷裂韌性，其在低溫下的應用獲得極大成功，主要有ZrO2陶瓷及其增韌的Al2O3陶瓷。

（2）高精細陶瓷以納米陶瓷和納米Al2O陶瓷復合材料為典型，其目的是盡量消除陶瓷內部的缺陷，減小陶瓷的內部缺陷的尺度和數量，防止裂紋產(chǎn)生。

（3）高韌性／高硬度a－ Sialon陶瓷該材料使用aSi3N為原料，燒結過(guò)程因部分相變可獲得由細長(cháng)B－SiN4晶體穿插在等軸狀a－Si3N4中所組成的自增韌陶瓷，其中，目前前量新研制出的具有高長(cháng)徑比的 －sialon可獲得高的硬度和高的斷裂性。

（4）可塑性變形陶瓷以Tii3SiC2為代表的一類(lèi)在室溫到高溫總存在一個(gè)滑移系的三元合成陶瓷材料，具有金屬和陶瓷雙重性能，其抗熱震性好、導電、導熱、耐高溫（使用溫度1400℃），抗氧化，尤其具有可加工性，是一種新型奇特材料。

（5）纖維及晶須增強陶瓷基復合材料此類(lèi)材料容忍陶瓷基體中存在缺陷，但缺陷對裂紋擴展不敏感，它是依靠增強體纖維的待性來(lái)保持高強度并借助纖維與基體斷裂過(guò)程的能量消耗提高材料的斷裂韌性和斷裂功的。該類(lèi)材料在重要結構零件（如航空、航天零件、刀具、模具等）應用尤其廣泛。

（6）疊層結構陶瓷基復合材料該材料也稱(chēng)仿生復相周瓷，最初是用SiC薄片與石墨片交替疊層而成的結構復合材料。其斷裂韌性和斷裂功比常規陶瓷高幾倍到幾十倍，分別達15MPa·m12和4250J·m－2。其指導思想是人為的制造缺陷層（石墨），并利用缺陷層阻斷裂紋的擴展。這是最新的研究熱點(diǎn)，并已取得很好的成果。

綜上所述，陶瓷材料發(fā)展的過(guò)程也是陶瓷增韌的發(fā)展過(guò)程，設計思想經(jīng)歷了“限制和減少缺陷一容忍缺陷一利用缺陷”的變化過(guò)程