結構陶瓷材料的韌性和可加工性經歷的幾個階段

氧化鋯陶瓷近些年來被廣泛運用于各行各業，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系，下面科眾陶瓷廠給大家介紹下結構陶瓷的可加工性經歷的幾個階段。

如前所述，陶瓷材料的脆性本質影響了其應用，主要原因之是陶瓷內部存在缺陷，為克服該缺點，近20年來圍繞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歷了以下幾個方面的努力和嘗試。

藍色陶瓷隔熱陶瓷板

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

（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，防止裂紋產生。

（3）高韌性／高硬度a－ Sialon陶瓷該材料使用aSi3N為原料，燒結過程因部分相變可獲得由細長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為代表的一類在室溫到高溫總存在一個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保持高強度并借助纖維與基體斷裂過程的能量消耗提高材料的斷裂韌性和斷裂功的。該類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，并已取得很好的成果。

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