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高韌性陶瓷和超塑性陶瓷

2005-12-16 來源：中國工業(yè)陶瓷網(wǎng) 責任編輯：admin 閱讀：4536

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陶瓷具有高強度、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)點，但質脆、難加工，所以研制高塑性陶瓷一直是開發(fā)新型陶瓷材料的一個重要方面。人們已發(fā)現(xiàn)在氧化鋯陶瓷中添加３—５摩爾％氧化釔Ｙ２０３，可獲得晶粒組織非常細小的高強度高韌性陶瓷材料，也是目前最接近金屬材料韌性的陶瓷。因此，日本首先利用這種陶瓷制造了刀具，這種材料在受到敲打沖擊時發(fā)金屬聲音，解決了一般陶瓷的脆性問題。
利用高強韌性氧化鋯陶瓷制造手用刃具剪刀，菜刀，理發(fā)推子等時，可按如下流程，選用添加氧化釔２．５—３摩爾％的氧化鋯粉末混合料，用濕法造粒，干燥后，模壓成型，成型件脫脂后以規(guī)定的升溫速度加熱到燒成溫度１４００—１５００℃，保溫數(shù)小時即可獲得陶瓷制品，此即常壓燒結法。熱等靜壓成型法ＨＩＰ可制得相當于理論密度９７％以上的燒結制品，彎曲強度可達１６００兆帕，這比常壓燒結制品提高了將近１／３，最后經(jīng)研磨和開刃加工，與其它配件組裝即成成品。這種制品的優(yōu)點是鋒利，不生銹、耐磨損、使用壽命長，而且沒有卷刃問題。另外陶瓷車刀也已獲得實用，切紙機圓盤剪切機、刮刀等等工業(yè)用刃具也將獲得發(fā)展。除刀具外，螺絲刀、鑷子、噴嘴、導向裝置、磨碎用球、泵、閥門等也將推廣應用。
采用添加３摩爾％氧化釔的氧化鋯粉末混合料，燒結成的微晶晶粒度約為０．３微米燒結體，在高于１３５０℃溫度下可以每秒鐘千分之一到十萬分之一的變形速度拉伸或壓縮，達到１．６倍１６０％以上的大變形量，這就是這種陶瓷的超塑性現(xiàn)象。利用這種特性便有可能將陶瓷加工成各種復雜形狀的零件，例如活塞環(huán)的加工和脹形加工，可用于超塑性接合，能得到很高的接合強度。

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