添加纳米氧化铝后可以提升陶瓷的力学性能

时间：2020-10-09

添加纳米氧化铝后可以提升陶瓷的力学性能

陶瓷以其优良的性能，如硬度高、耐高温 、耐腐蚀 、耐磨损等优点 ，在工业领域得到广泛的应用 。但其物质本质决定了它脆性大、均匀性差、韧性较差 ，因而在有些方面的应用还受到限制，目前已开发出多种增韧途径 ，例如纤维增韧 、颗粒增韧 、相变增韧等。近年来，随着纳米技术的应用，纳米材料兴起 ，纳米物质所具有的较强的小尺寸效应 、表面效应使得晶粒的表面能增加，烧结活性增强 ，从而添加纳米氧化铝Vk-L30可以使陶瓷材料降低烧结温度，提高致密性和耐摔打性能改善陶瓷的力学性能，得到性能优良的氧化铝陶瓷。
采用 Archimedes法计算复合材料 的相对密度 ，用 SEM观察试样的断口表面 
形貌以及结 晶情况 。在 INSTRON5569电子材料试验机上 ，采用三点弯 曲法测试试样 的弯曲强度，加载速率为 0．5mrn／min，利用单边切口梁法测定试样的断裂韧性 ，可 看 出，陶瓷相对密度 随着纳米氧化铝Vk-L30的加入量的增加而增大，但当的质量分数达到 W=30％时，相对密度达到为 96．98％ 。纳米氧化铝Vk-L30质量分数大于30％ 以后相对密度随之增多而减小。这可能是 由于纳米氧化铝Vk-L30粉质量分数较小情 况下 (≤30％)，可以较均匀地分散于坯体中，加入的纳米氧化铝Vk-L30粉可以填充到较大颗粒之间的孔隙中，由于比单一粒径 
有较好的颗粒级配，使陶瓷的坯体更为致密，且纳米粉体具有较大的表面积、丰富的晶界和扩散距离 ，大大降低烧结温度，促进氧化铝陶瓷的烧结。
    添加纳米氧化铝Vk-L30可以提高氧化铝陶瓷的烧结活性 ，提高其烧结致密度 ，并且使氧化铝晶粒细小均匀。陶瓷中添加适量的纳米氧化铝Vk-L30可提高它的抗弯强度和断裂韧性 ，当添加质量分数 W=30％时，在 1450℃ 烧结的陶瓷结构更为致密，抗弯强度和断裂韧性分别达到 412．61MPa和 3．96MPa ．m .

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