试叙述氧化锆增韧机理。
正确答案:
一)应力诱导微裂纹增韧-------
(1)ZrO2颗粒弥散在其它陶瓷基体中,由于两者具有不同的热膨胀系数,在冷却过程中,ZrO2颗料周围则有不同的受力情况,当它受基体的压抑,ZrO2的相变受抑制。
(2)ZrO2其相变温度随着颗粒尺寸的降低而下降,一直可以降到室温以下。当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力,而ZrO2颗粒度又足够小,则其相变温度可降至室温以下,这样在室温是仍可以保持四方相。
(3)当材料受到外应力时,基体对ZrO2的压抑作用得到松驰,颗粒即发生四方相到单斜相的转变,并在基体中引起微裂纹,从而吸收了主裂纹扩展的能量,达到增韧的效果。
二)微裂纹增韧-------t-ZrO2向m-ZrO2转变时的体积变化,在转变粒子的周围形成许多小于临界尺寸的微裂纹。这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的,因此并不降低材料的强度。当大的裂纹在负载作用下扩展遇到这些微裂纹时,将诱发新的相变,并使扩展裂纹转向而吸收能量,起到提高K1C值的作用。这种韧化机制叫微裂纹增韧机制。
三)表面强韧化-------由于烧结体表面不存在基体的约束,因此t-ZrO2容易转变成m-ZrO2。而内部的四方晶由于受到来自基体各方面的压力而保持亚稳态。因此表面的单斜晶比内部多。由于四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀,从而使表面产生压应力。
(1)ZrO2颗粒弥散在其它陶瓷基体中,由于两者具有不同的热膨胀系数,在冷却过程中,ZrO2颗料周围则有不同的受力情况,当它受基体的压抑,ZrO2的相变受抑制。
(2)ZrO2其相变温度随着颗粒尺寸的降低而下降,一直可以降到室温以下。当基体对ZrO2颗粒有足够的压应力,而ZrO2颗粒度又足够小,则其相变温度可降至室温以下,这样在室温是仍可以保持四方相。
(3)当材料受到外应力时,基体对ZrO2的压抑作用得到松驰,颗粒即发生四方相到单斜相的转变,并在基体中引起微裂纹,从而吸收了主裂纹扩展的能量,达到增韧的效果。
二)微裂纹增韧-------t-ZrO2向m-ZrO2转变时的体积变化,在转变粒子的周围形成许多小于临界尺寸的微裂纹。这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的,因此并不降低材料的强度。当大的裂纹在负载作用下扩展遇到这些微裂纹时,将诱发新的相变,并使扩展裂纹转向而吸收能量,起到提高K1C值的作用。这种韧化机制叫微裂纹增韧机制。
三)表面强韧化-------由于烧结体表面不存在基体的约束,因此t-ZrO2容易转变成m-ZrO2。而内部的四方晶由于受到来自基体各方面的压力而保持亚稳态。因此表面的单斜晶比内部多。由于四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀,从而使表面产生压应力。
答案解析:有
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