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氧化铝陶瓷资料的结构属于刚玉型，其自身存在离子键的特点，使得滑移体系远不金属那么多，这导致其缺乏一定的韧性、塑性。所以表示出的断裂韧性较低，这大大地限度了氧化铝瓷的普遍利用。本文对当前的氧化铝瓷的增韧方法及其重要机理做一个简要的介绍，以期给读者带来一些陶瓷增韧技巧的基本常识。

氧化铝陶瓷的常用增韧方法：

1、层状结构增韧

天然资料如竹子、贝壳等，综合机能很好，是因其结构呈层状散布。人们从这些天然结构得到启发，采取仿生结构来改良陶瓷资料的脆性，进步其韧性。

层状复合陶瓷资料是由多层资料组成。各层的弹性模量、线胀系数不同，进而导致层间产生宏观应力，在名义产生压应力。受到外力作用时，能限度地接收应变能，并且使裂纹沿界面产生重复偏转、拐折。以此达到进步名义机能跟整体韧性的目标。例如：Al2O3/Ni层状陶瓷，利用镍的线胀系数约为氧化铝的)倍,在Al2O3层产生应压力，裂纹偏转才干大，所以该资料有较好的韧性。层状陶瓷是一新型资料，前景辽阔，但其毛病重要是弱夹层会降落资料强度，平行跟垂直于夹层方向的性质差别较大，呈各向异性。所以业内专家提出了采取强夹层的思路，制备出了ZTA/ Al2O3强夹层，冲击韧性达10 Mpa.m1/2以上，是ZTA资料的2.8倍，Al2O3陶瓷的5.6倍。一些科学家通过盘算机对层状复合陶瓷进行了模仿，发明假如软层资料的强度太高、太低都会降落整体韧性，而进步硬、软层层厚跟弹性模量之比，硬层均匀性均可进步陶瓷韧性。这为层状增韧陶瓷供给了一定的研究思路跟优化途径。

2、纤维复合增韧

研究表明，连续纤维对陶瓷的增韧效力较其余增韧方法大，是迄今为止陶瓷系列所能达到的韧性，可能达20Mpa.m1/2左右，因此是改良陶瓷资料脆性十分有效的途径。

该方法把强度、弹性模量较高的纤维疏散在陶瓷基体中。复合资料在外力作用下，一局部载荷由纤维承担，以此来减轻基体自身的负荷。而且，基体中的纤维在蒙受力大于其强度产生断裂时，纤维产生拔出机制。此外，这些纤维在基体中也存在裂纹桥联、偏转来禁止裂纹的扩大。这3种增韧机制作用使陶瓷资料的韧性进步很多。

目前，用于Al2O3陶瓷的纤维重要有碳纤维、碳化硅纤维、硅酸铝纤维等多种。研究发明，进步纤维的长径比可进步增韧后果。在纤维的利用情势上，采取纤维,的三维编织物增韧后果较好。与纤维类似，目前采取晶须增韧Al2O3瓷的也较多，后果也很好。因晶须是以单晶结构成长、直径小的短纤维。其晶体缺点少，原子排列高度有序，强度濒临相邻原子间成键力的实际值。实际跟实际证明，把它利用于陶瓷的增韧，对进步韧性有一定作用。如把碳化硅晶须引入Al2O3基陶瓷中,段韧性可达8～8.5 Mpa.m1/2。

晶须增韧的机制除了拔出、裂纹偏转、裂纹桥联、钉扎等机制外，自身强度高也是一个起因。因此在实际上，进步晶须强度、降落其弹性模量，进步长径比能进步增韧后果。纤维、晶须增韧Al2O3瓷的毛病就是混淆均匀性很难保障。

3、自增韧

所谓自增韧，就是在一定的工艺前提下，成长出增韧、加强相。它在一定水平上消除了基体相与增韧相在物理或化学上的不相容性，而保障了基体相与增韧相的热力学牢固性。

对Al2O3陶瓷而言，异向成长晶粒增韧Al2O3成为克服氧化铝瓷脆性的研究热点。其重要机理是通过工艺办法，把持Al2O3晶粒的成长方向，使其沿某些晶面上风成长成棒状、长柱状，起到类似晶须的增韧作用。在受到外来载荷时，裂纹尾部产生桥联方法；而且这些异向成长的Al2O3也会产生拔出、裂纹偏转等增韧机制，而使全部氧化铝陶瓷的韧性得到进步。

4、相变增韧

这是研究比较早而且普遍的一种增韧方。它是人为地在资料中造成大量的细裂纹，以接收能量、禁止裂纹扩大。其中重要集中在ZrO2的的马氏体相变研究上，比较胜利的有ZTA,ZTM等陶瓷资料。ZrO2弥散在Al2O3基体中，因为二者的线胀系数不同，冷却时，ZrO2颗粒受到压应力，相变碰壁。而后，在资料受到外力作用时，ZrO2颗粒上的压力得到松弛，四方相转变为单斜相，体积膨胀后在基体中产生微裂纹，而接收主裂纹的能量，达到增韧后果。这就是应力引诱相变增韧机制。在增韧机理中，除了ZrO2的引诱相变机制外，相变产生体积膨胀，在裂纹区域向不产生相变区挤压景象，使裂纹呈闭合趋势，扩大艰苦，也可能进步韧性。局部研究人员用体积分数为10%～30%的ZrO2制备ZTA陶瓷时发明，ZrO2用量在体积分数为20%时增韧后果。

小结：陶瓷增韧技巧在将来的很长一段时光都将是资料界的热点技巧。陶瓷资料固有的高强度、耐高温、低膨胀系数等特点假如可能再结合高韧性，那将是资料界梦寐以求的高机能资料，应用范畴为普遍。