高韌性產(chǎn)品氧化鋯陶瓷件

氧化鋯陶瓷件前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于一些高科技領(lǐng)域，如用來(lái)制造汽車、飛機(jī)、快艇的發(fā)動(dòng)機(jī)和其他重要零部件。陶瓷是用物理化學(xué)方法制造出來(lái)的最早的人造材料。然而，陶瓷的脆性一直是它的致命弱點(diǎn)。如果能夠克服這個(gè)弱點(diǎn)，再加上它原有的耐磨、耐高溫、耐腐蝕等非常有價(jià)值的性能，那么陶瓷材料的前途將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)代的優(yōu)質(zhì)合金。可喜的是，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的不懈努力，終于研制出高韌性的氧化鋯陶瓷件。

首先，從改善氧化鋯陶瓷件內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手。研究表明，在陶瓷的原料中添加少量的氧化釔、氧化鎂、氧化鈣等粉末，經(jīng)高溫?zé)捴瞥裳趸�鋯陶瓷件后，其中的氧化鋯便生成兩種晶體：立方晶體和四方晶體。當(dāng)氧化鋯陶瓷件受到外力作用時(shí)，四方晶體便變成一種單斜晶體，體積迅速“膨脹”。由于晶體的體積急速增大，進(jìn)而可阻止氧化鋯陶瓷件中原先存在的細(xì)微裂紋的擴(kuò)展，陶瓷就不會(huì)破裂了。有人在氧化鋁坯料中加入二氧化鋯，當(dāng)加入量為基體體積的15%時(shí)，氧化鋯陶瓷件的硬度可以提高3倍。

其次，將纖維均勻地分布于陶瓷的原料中，以提高氧化鋯陶瓷件的強(qiáng)度和韌性，其原理與我們?cè)谑�灰中加入紙筋相類似。這是因?yàn)椋瑢⒗w維加入氧化鋯陶瓷件原料中，具有以下三大作用：纖維不易拉斷，在工作時(shí)可承擔(dān)大部分外加負(fù)荷，減輕氧化鋯陶瓷件的負(fù)擔(dān)，使裂紋不易產(chǎn)生；纖維與陶瓷體結(jié)合在一起后，具有很大的摩擦力，于是，氧化鋯陶瓷件的韌性可以大大增加；即使陶瓷出現(xiàn)了細(xì)微裂紋，纖維也能將它們緊緊拉住，使裂紋不至于進(jìn)一步擴(kuò)展開(kāi)來(lái)。

第三，還在改善氧化鋯陶瓷件表面狀態(tài)方面下功夫。一般來(lái)說(shuō)，氧化鋯陶瓷件的斷裂大都從表面開(kāi)始，因此，改善氧化鋯陶瓷件表面狀態(tài)就猶如為防止陶瓷的破損設(shè)下了一道屏障。具體方法為：通過(guò)化學(xué)和機(jī)械拋光技術(shù)消除陶瓷的表面缺陷；對(duì)氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通過(guò)控制表面氧化技術(shù)，就可消除表面缺陷或使裂紋尖端變鈍；通過(guò)熱處理也可達(dá)到表面強(qiáng)化或增韌的目的。

經(jīng)過(guò)特殊加工的氧化鋯陶瓷件，再也不是那種碰不得、摔不起的“瓷娃娃”了，即使把它丟在水泥地上也毫無(wú)損傷。這種打不碎的氧化鋯陶瓷件，前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于一些高科技領(lǐng)域，如用來(lái)制造汽車、飛機(jī)、快艇的發(fā)動(dòng)機(jī)和其他重要零部件。目氧化鋯陶瓷件材料無(wú)疑將有廣闊的發(fā)展前景。