楼主 发表于：2022-06-09 11:18:12

氧化铝陶瓷，又称刚玉瓷，是一种以a-Al2O3 为主晶相的结构陶瓷材料，由于其本身具有高熔点尧高硬度，耐热，耐腐蚀，电绝缘性好等特性。因此，可以在较苛刻的条件下使用� 氧化铝陶瓷的价格低廉，是目前生产量较大，应用面广的陶瓷材料之一，主要应用于刀具，耐磨部件及生物陶瓷领域。此外，它还广泛应用于宇航，能源，航空，航天，化学化工，电子等方面。近年来，由于对材料性能的要求高，人们提出各种提高氧化铝陶瓷性能的方法，其中，主要有：热压烧结，放电等离子烧结，微波烧结和加入添加剂等。结果表明：采取一些新的措施后，使得氧化铝陶瓷在抗弯强度和硬度等方面的性能大大地提高、�/span>

1.实验样品

本实骋�/span>1μm氧化铝粉为基体材料，分别加入0%�?.5%�?%�?%�?0%�?0%�?0nm的纳米氧化铝粈�/span>（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>；采用常规方法烧结得到一系列的氧化铝陶瓷，然后对氧化铝陶瓷的硬度，抗弯强度和弹性模量等方面的性能进行了测试、�/span>

2.实验过程

本实验采用常规烧结方法来烧结氧化铝陶瓷，其具体过程如下：首先30nm的Al2O3粈�/span>（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>成形前需用超声波分散；然后，按照配方的要求准确称取所需的量加入�?/span>1μ的Al2O3粉中；其次，再将质量分数�?%的PVA(聚乙烯醇（�/span>作为粘结剂加入到Al2O3粉中，最后，研磨坆�/span>匀，在250MPa的压力下压成尺寸约为 3mm×4mm×36mm 的坯体。样品在常规烧结中袁其烧成制度为：升温速率� 3�?min，烧结温度为 1600℃，保温时间�?h曰达到保温时间后随炉冷却，样品经过粗磨尧细磨尧抛光：然后采用万能材料试验机测试其三点抗弯强度，要求试件跨距为30mm，加载速度�?.5mm/min。试样硬度由洛氏硬度计测得、�/span>

3.实验分析

加入不同含量皃�/span>30nm Al2O3粉的氧化铝陶瓷的力学性能、�/span>

随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>含量的增加，样品的洛氏硬度（HRA）一直增加。当含量�?%增加�?%时，其洛氏硬度从82.2迅速增加到84.6。当添加量在5%~20%之间时，增加速度较慢，其最大值为86.4。由� 2 可知，断裂强度的变化曲线与硬度变化不同，随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>的加入，断裂强度值的整体变化趋势为先降低后增加，当添加量丹�/span>0 %时，其断裂强度值为 199.5MPa；随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>的加入量丹�/span>0.5%时，其断裂强度降低到190.1MPa；当纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>的加入量丹�/span>20%时，断裂强度值增加到209.1 MPa。由�?可知，当纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>的加入量丹�/span>0% 时，其弹性模量为4337.7 MPa；当纳米氧化铝粉的加入量�?.5%时，弹性模量增加到11298.2MPa；当纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>的加入量丹�/span>10%时，弹性模量达到最大，其值为64785.1 MPa、�/span>

从上面的分析可知，总体趋势是随着30nm的氧化铝（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>加入，氧化铝陶瓷的硬度，抗弯强度和弹性模量都增加。但其影响的趋势和程度不同，一般认为，加入纳米材料后样品力学性能的提高，其主要是因为纳米材料占据基体空隙位置和细化晶界所导致的、�/span>

4.实验结论

�?/span>1μm的Al2O3粉中添加不同含量�?0nm的氧化铝粈�/span>（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>后，其氧化铝陶瓷的性能发生了改变、�/span>

＇�/span>1� 随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>含量的增加，样品的洛氏硬度（HRA）一直增加；当添加含量为20%时，洛氏硬度达到最大，其值为86.4�

＇�/span>2）随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>含量的增加，断裂强度值的整体变化趋势为先降低，后增加、�/span>

＇�/span>3）随着纳米氧化铝粉（晶瑝�/span>VK-L30（�/span>含量的增加，弹性模量呈增加趋势，当添加量为10%时，其值达到最大为64785.1 MPa、�/span>

＇�/span>4� 加入纳米材料后样品力学性能在不同程度上得到了提高，其主要是因为纳米材料占据了基体空隙位置和细化晶界所导致的、�/span>