氧化鋯陶瓷是是如何在ZAT陶瓷中增韌的？

想必大家都知道ZAT陶瓷是在氧化鋁中加入一定量的氧化鋯所形成的復相陶瓷材料，那么氧化鋯陶瓷是如何在ZAT陶瓷中增韌的呢？它的增韌機理是什么呢？科眾陶瓷廠給出的解釋如下：

ZTA陶瓷的增韌機理：

ZrO2增韌機制有許多種：應力誘導相變增韌、相變誘發微裂紋增韌、表面誘發強韌化和微裂紋分叉增韌等。在實際材料中，究竟何種機制起主導作用，在很大程度上取決于四方相氧化鋯(t-ZrO2)向單斜相氧化鋯(m-ZrO2)馬氏體相變程度的高低及相變在材料中發生的部位。

ZAT陶瓷片

1.1 應力誘導相變增韌

當部分穩定的t-ZrO2彌散在Al2O3陶瓷基體里，即存在t-ZrO2與m-ZrO2的可逆相變特性，晶體結構的轉變伴隨有3~5%的體積膨脹。由于兩者具有不同的熱膨脹系數,燒結完成后，在冷卻過程中，ZrO2顆粒周圍則有不同的受力情況。當基體對ZrO2顆粒有足夠的壓應力而ZrO2的顆粒度又足夠小時，則其相變溫度可降至室溫以下，這樣在室溫時ZrO2仍可保持四方相。

當材料受到外應力時，基體對ZrO2的壓抑作用得到松弛，ZrO2顆粒即發生t-m相變，形成一相變過程區。在過程區內，一方面由于裂紋擴展而產生新的斷裂表面，需要吸收一部分能量；另一方面相變引起的體積膨脹效應也要消耗能量；同時相變的晶粒由于體積膨脹而對裂紋產生壓應力，阻礙裂紋擴展。由此可見，應力誘導的這種組織轉變消耗了外加應力，降低了裂紋尖端的應力強度因子，使得本可以繼續擴展的裂紋因能量消耗造成驅動力減弱而終止擴展，從而提高了材料斷裂韌性。這就是ZrO2的應力誘導相變增韌。

1.2 微裂紋增韌

t-ZrO2彌散在Al2O3陶瓷基體里時，粒徑d>dm（m相晶粒的臨界粒徑）的晶粒在冷卻過程中會發生t-m相變，由于體積效應較明顯而誘發微裂紋。不論是ZrO2陶瓷在冷卻過程中產生的相變誘發微裂紋，還是裂紋在擴展過程中在其尖端區域形成的應力誘發相變導致的微裂，都將起著分散主裂紋尖端能量的作用，從而降低裂紋擴展驅動力，提高材料的韌性，稱為微裂紋增韌。

近年來隨著國外新型陶瓷材料技術的不斷進步與發展，在某些領域用傳統氧化鋁陶瓷材料制作的耐磨陶瓷零件，其耐磨性和機械強度已不能滿足工作要求。必須采用強度更高、耐磨性更好的耐高溫結構陶瓷材料（ZAT陶瓷）。