ZrO2增韧Al2O3陶瓷的力学性能和增韧机制
来源期刊：复合材料学报2015年第3期
论文作者：任会兰 龙波 宁建国 褚亮
文章页码：776 - 781
关键词：陶瓷;ZrO2;Al2O3;断裂韧性;增韧机制;
摘 要：对通过热压烧结法制备的3种陶瓷99.5vol%Al2O3（AD995）、ZrO2（15vol%）/Al2O3和ZrO2（25vol%）/Al2O3的力学性能和增韧机制进行了实验和理论研究。基于复合材料细观力学理论并考虑ZrO2的相变特性,建立了描述ZrO2/Al2O3陶瓷力学性能的本构模型。结果表明:ZrO2的加入细化了基体Al2O3晶粒,ZrO2/Al2O3陶瓷的致密性得到提高;3种陶瓷试件的破坏呈现小变形到脆性破坏的特点,压缩加载下试件应力-应变曲线近似为线性关系;AD995陶瓷的断裂韧性为5.65 MPa·m1/2,ZrO2（25vol%）/Al2O3陶瓷的断裂韧性为8.42 MPa·m1/2,提高了近50%;随ZrO2增韧相含量的增加,ZrO2/Al2O3陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加,这一变化趋势与实验结果有良好的一致性。
任会兰，龙波，宁建国，褚亮
北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室
摘 要：对通过热压烧结法制备的3种陶瓷99.5vol%Al2O3（AD995）、ZrO2（15vol%）/Al2O3和ZrO2（25vol%）/Al2O3的力学性能和增韧机制进行了实验和理论研究。基于复合材料细观力学理论并考虑ZrO2的相变特性,建立了描述ZrO2/Al2O3陶瓷力学性能的本构模型。结果表明:ZrO2的加入细化了基体Al2O3晶粒,ZrO2/Al2O3陶瓷的致密性得到提高;3种陶瓷试件的破坏呈现小变形到脆性破坏的特点,压缩加载下试件应力-应变曲线近似为线性关系;AD995陶瓷的断裂韧性为5.65 MPa·m1/2,ZrO2（25vol%）/Al2O3陶瓷的断裂韧性为8.42 MPa·m1/2,提高了近50%;随ZrO2增韧相含量的增加,ZrO2/Al2O3陶瓷的弹性模量降低而断裂韧性增加,这一变化趋势与实验结果有良好的一致性。
关键词：陶瓷;ZrO2;Al2O3;断裂韧性;增韧机制;
