复合材料学报

作者：兰一笑, 刘问, 李楠, 韩建民,

关键词：陶瓷, 氧化锆, Y-TZP, 缺陷, 弯曲强度, 断裂韧度,

为研究氧化钇稳定氧化锆陶瓷(Y-TZP)气泡缺陷在烧结前后的遗传性及气泡缺陷对材料断裂韧度的影响，采用X射线显微镜对3mol%氧化钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷(3Y-TZP)烧结前后的气泡缺陷进行观测，得到缺陷变化规律，然后分别测试了天然缺陷和人为引入体缺陷状态下，不同氧化钇掺量的3Y-TZP、4Y-TZP、5Y-TZP陶瓷的弯曲强度，并计算威布尔模量和断裂韧度，在SEM下观察各组的破坏模式。研究结果表明：烧结作用可修复氧化锆陶瓷的气泡缺陷，修复率约为74.12%，当直径小于10 μm时，修复率高达97.22%，当直径大于40 μm时，修复率仅为20%，烧结后80%以上的气泡缺陷直径不超过20 μm；氧化锆陶瓷的弯曲强度随氧化钇掺量的增加而降低，引入体缺陷显著降低了氧化锆陶瓷的弯曲强度，其中4Y-TZP陶瓷稳定性最佳，强度仅降低8.64%，5Y-TZP陶瓷对缺陷最敏感，强度降低22.58%；断裂韧度随氧化钇掺量的增加而降低，引入体缺陷的深度(<i>a</i>)和半宽度(<i>c</i>)会影响氧化锆陶瓷的断裂韧度，断裂韧度随<i>a</i>/<i>c</i>的增大，先增大后减小，在<i>a</i>/<i>c</i>≈1.5时达到峰值。

来源：2023年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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