结构陶瓷材料的韧性和可加工性经历的几个阶段

氧化锆陶瓷近些年来被广泛运用于各行各业，可作为结构陶瓷或者一些陶瓷零件，这都跟其韧性有很大关系，下面科众陶瓷厂给大家介绍下结构陶瓷的可加工性经历的几个阶段。

如前所述，陶瓷材料的脆性本质影响了其应用，主要原因之是陶瓷内部存在缺陷，为克服该缺点，近20年来围绕Al2O2陶瓷基复合材料和其他陶瓷基复合材料多次形成研究热潮，这些陶瓷材料在设计、制备、加工和检测等方面共同经历了以下几个方面的努力和尝试。

蓝色陶瓷隔热陶瓷板

陶瓷及其复合材料的设计围绕改进陶瓷材料的韧性和可加工性，大约经历了以下几个阶段:

（1）相变增韧陶瓷利用ZrO2在应力作用下由四方相向单斜相转变时的体积膨胀效应，抑制裂纹的扩展和萌生，由此提高陶瓷材料的断裂韧性，其在低温下的应用获得极大成功，主要有ZrO2陶瓷及其增韧的Al2O3陶瓷。

（2）高精细陶瓷以纳米陶瓷和纳米Al2O陶瓷复合材料为典型，其目的是尽量消除陶瓷内部的缺陷，减小陶瓷的内部缺陷的尺度和数量，防止裂纹产生。

（3）高韧性／高硬度a－ Sialon陶瓷该材料使用aSi3N为原料，烧结过程因部分相变可获得由细长B－SiN4晶体穿插在等轴状a－Si3N4中所组成的自增韧陶瓷，其中，目前前量新研制出的具有高长径比的 －sialon可获得高的硬度和高的断裂性。

（4）可塑性变形陶瓷以Tii3SiC2为代表的一类在室温到高温总存在一个滑移系的三元合成陶瓷材料，具有金属和陶瓷双重性能，其抗热震性好、导电、导热、耐高温（使用温度1400℃），抗氧化，尤其具有可加工性，是一种新型奇特材料。

（5）纤维及晶须增强陶瓷基复合材料此类材料容忍陶瓷基体中存在缺陷，但缺陷对裂纹扩展不敏感，它是依靠增强体纤维的待性来保持高强度并借助纤维与基体断裂过程的能量消耗提高材料的断裂韧性和断裂功的。该类材料在重要结构零件（如航空、航天零件、刀具、模具等）应用尤其广泛。

（6）叠层结构陶瓷基复合材料该材料也称仿生复相周瓷，最初是用SiC薄片与石墨片交替叠层而成的结构复合材料。其断裂韧性和断裂功比常规陶瓷高几倍到几十倍，分别达15MPa·m12和4250J·m－2。其指导思想是人为的制造缺陷层（石墨），并利用缺陷层阻断裂纹的扩展。这是最新的研究热点，并已取得很好的成果。

综上所述，陶瓷材料发展的过程也是陶瓷增韧的发展过程，设计思想经历了“限制和减少缺陷一容忍缺陷一利用缺陷”的变化过程