防止氧化鋯工業陶瓷低溫老化的辦法有哪些呢?

防止氧化鋯工業陶瓷低溫老化的辦法有哪些呢?

氧化鋯工業陶瓷具有高強度、坣壱屲高斷裂性能、耐磨性等優良的機械性能,但是它在100到400℃長期使用尤其是在潮溼環境下,就會導致力學性能的顯著下降,那麼防止氧化鋯工業陶瓷低溫老化的辦法有哪些呢?

1、提高轉變勢壘

t→m轉變過程中自由能的變化如下所示:

其中:Gc爲化學自由能的變化;Gse爲應變自由能的變化;坣壱屲Gs爲表面自由能的變化,要抑制t–m轉變。

氧化鋯工業陶瓷塊

就得提高轉變勢壘Gt-m,通過加入氧化釔、氧化鈰等可以提高Gc,坣壱屲增加基體的彈性模量可以提高Gse,降低晶粒大小可以提高Gs。

Xiong等製備出平均晶粒尺寸約爲50nm的3Y-TZP,時效處理之後,坣壱屲發現不存在顯著的低溫劣化。

Fabbri等發現氧化鋯增強氧化鋁複合物中氧化鋁的存在提高了t→m轉變的閾值,坣壱屲使材料具有傑出的抗老化能力。

氧化鋯工業陶瓷零件

2、氧空位

爲抑制LTD的發生,可以降低晶粒大小或增加氧化釔的含量,坣壱屲但這2種方法都會降低氧化鋯的斷裂韌性。

因此研究人員開始採用摻雜的方法來抑制LTD的發生。坣壱屲當摻雜三價氧化物的陽離子半徑(Men+)大於或小於鋯離子時,在偏析驅動力作用下摻雜陽離子會在晶界處偏析。

摻雜後爲保持電荷平衡會在晶界處產生氧空位坣壱屲,偏析的陽離子(Me’Zr)與氧空位(Vö)相結合,從而打斷了由於OH–擴散造成的氧空位的耗散,抑制LTD。

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