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氧化锆陶瓷的发展历史

内容导读:近年来,研制出了具有良好韧性及多功能性的新氧化锆陶瓷产品,因而氧化锆陶瓷的应用数量增加,所涉及到的领域也在不断扩大。

  氧化锆陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良导电性能的无机非金属材料,20世纪20年代初氧化锆陶瓷即被应用于耐火材料领域,直到上世纪70年代中期以来,国际上欧美日先进国家竟相投入具资研究开发氧化锆陶瓷生产技术和氧化锆陶瓷系列产品生产,进一步将氧化锆陶瓷的应用领域扩展到结构材料和功能材料,同时氧化锆陶瓷也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一。

  1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用氧化锆陶瓷Zr2O相变同时产生的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来,对ZrO2氧化锆陶瓷用作结构材料的研究就十分活跃,从相变结晶学、热力学、增韧机理及材料制备系统与工艺等方面入手,企图使ZrO2氧化锆陶瓷材料或用ZrO2增韧后的氧化锆陶瓷发挥更大的效用。

  目前研究较多的材料系统并具有一定效果的有:部分稳定氧化锆陶瓷(PSZ);多晶四方ZrO2(TZP);氧化锆陶瓷增韧氧化铝(ZTA);氧化锆陶瓷增韧莫来石(ZTM);、增韧Si3N4、SiC及超塑性氧化锆陶瓷等几方面,其他增韧ALN、堇青石、尖晶石等。

  氧化锆陶瓷由于ZrO2相变增韧使Al2O3、莫来石、SiN4、SiC的断裂性能亦有不同程度的提高,Si3N4的材料Kic从4.8一5.8提高至7左右,Al2O3材料KiC。由4.5提高到9.8。为这些材料的进一步应用提供了力学性能上的保证。

  早在1789年Klaproth就从宝石中提炼出了氧化锆陶瓷,但直到本世纪40年代才作为燃气灯罩应用于工业中。此后,相继在耐火材料、着色及磨料中得到应用。近年来,研制出了具有良好韧性及多功能性的新氧化锆陶瓷产品,因而氧化锆陶瓷的应用数量增加,所涉及到的领域也在不断扩大。

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