可加工Al2O3-CePO4復(fù)合陶瓷的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能.pdf

1、基于Al2O3和CePO4間的弱結(jié)合特性，在Al2O3中添加CePO4組分形成弱界面，詳細(xì)研究了復(fù)合體系的制備過程，包括磷酸鈰粉體的制備、原料粉體的選擇以及燒結(jié)制度的確定，采用無壓燒結(jié)工藝制備出可加工Al2O3/CePO4復(fù)合陶瓷。對材料進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)分析和力學(xué)性能的測試，并對材料的可加工性能進(jìn)行了評價。
　　材料的斷裂韌性隨著磷酸鈰加入量的增加而升高，當(dāng)磷酸鈰含量為40％時，在1600℃的燒結(jié)溫度獲得了3.6MPa·m1/2的斷

2、裂韌性。磷酸鈰加入量為10%時，材料獲得了340MPa的高強(qiáng)度。磷酸鈰含量繼續(xù)增大導(dǎo)致強(qiáng)度發(fā)生了大幅下降，而當(dāng)含量達(dá)到40%時，強(qiáng)度值又有一定幅度的回升。
　　結(jié)合材料的組織結(jié)構(gòu)特征重點研究了材料的增韌增強(qiáng)機(jī)制，一方面， CePO4本身典型的層片狀結(jié)構(gòu)造成了裂紋偏轉(zhuǎn)橋聯(lián)；另一方面，弱界面在復(fù)合體系中合理分布，形成了強(qiáng)弱界面交替的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在材料破壞時通過在弱界面處產(chǎn)生微裂紋耗散斷裂能。這兩種機(jī)制保證了材料在引入弱相增加可加工性能的

3、同時力學(xué)性能得到較大程度的保留。
　　分析了材料在磷酸鈰含量增大時強(qiáng)度出現(xiàn)下降，后又升高的原因。主要是由于當(dāng)磷酸鈰逐漸增多，弱相的增加使強(qiáng)度有下降的趨勢，同時弱界面的增韌增強(qiáng)機(jī)制使強(qiáng)度有上升的趨勢，兩個因素的主導(dǎo)地位更替造成材料強(qiáng)度以這種形式來變化。
　　利用常規(guī)的磨削和鉆孔方法進(jìn)行了加工性能試驗，結(jié)果顯示Al2O3/CePO4復(fù)合陶瓷材料具有良好的可加工性能?？杉庸C(jī)理可歸結(jié)為：在傳統(tǒng)Al2O3陶瓷中引入CePO4，形成了