本课题针对95氧化铝陶瓷生产过程中存在的破损率较大和直接加入ZrO₂韧化成本较高的问题,通过采用廉价的锆英石作为ZrO₂源来韧化95瓷,不但可以解决95瓷的脆性问题,而且可以降低生产成本,这在生产实际中具有非常重要的意义。 本文以锆英石为ZrO₂源,在95瓷中引入第二相,制备了韧化95氧化铝陶瓷,并与直接加入ZrO₂相制备的韧化95氧化铝陶瓷作对比。分别对它们的烧结性能、体积密度、力学性能进行测试,对试样的微观结构和相组成进行分析,讨论了试样晶相组成和显微结构与韧化95氧化铝陶瓷性能之间的关系。最后对锆英石为ZrO₂源制备的韧化95氧化铝陶瓷的烧结过程和反应机理进行了简单的探讨。得出以下重要结论: 1.比较了两种不同zrO₂源对95氧化铝陶瓷基体性能的改进作用,得出: a).直接在95瓷中添加ZrO₂,会导致原95瓷的烧结温度升高,在原有工艺条件下难以获得致密化烧结,若要获得结构致密的瓷体就必须提高烧结温度,这对工业生产能耗角度考虑是极为不利的。并且,烧结体中的ZrO₂多数还是以单斜相保留下来,缺少相变增韧的条件,难以获得力学性能优良的陶瓷。 b).以锆英石为ZrO₂源引入95氧化铝陶瓷中,在同等工艺条件下能得到致密化烧结的陶瓷。并且随着锆英石添加量的增加,陶瓷的韧化效果呈现先增大后减小的趋势。 c).锆英石在95氧化铝基体中引入ZrO₂来韧化95瓷的方法是合理可行的。 2.通过对95氧化铝陶瓷基础配方的选择、优化,控制所添加锆英石的粒度、比例,选择合适的烧结曲线可获得力学性能优越的95氧化铝陶瓷。通过大量的实验及分析,得出: a).氧化铝陶瓷中添加少量的MgO可使基体晶粒得到细化;添加Y₂O₃并与锆英石进行预烧,有助于反应后得到的四方相ZrO₂得以在常温下保留,为四方ZrO₂通过