氧化鋯陶瓷的高韌性和超塑性

         氧化鋯陶瓷具有高強(qiáng)度、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等許多優(yōu)點(diǎn)，但質(zhì)脆、難加工，所以研制高塑性陶瓷一直是開(kāi)發(fā)新型陶瓷材料的一個(gè)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(xì)小的高強(qiáng)度高韌性氧化鋯陶瓷材料，也是目前最接近金屬材料韌性的氧化鋯陶瓷。日本首先利用這種氧化鋯陶瓷制造了刀具，這種氧化鋯陶瓷材料在受到敲打沖擊時(shí)發(fā)金屬聲音，解決了一般陶瓷的脆性問(wèn)題。

      利用高強(qiáng)韌性氧化鋯陶瓷制造手用刃具剪刀，菜刀，理發(fā)推子等　時(shí)，可按如下流程，選用添加氧化釔２．５—３摩爾％的氧化鋯陶瓷粉末混合料，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?cái)?shù)小時(shí)即可獲得氧化鋯陶瓷制品，此即常壓燒結(jié)法。熱等靜壓成型法ＨＩＰ　可制得相當(dāng)于理論密度９７％以上的燒結(jié)制品，彎曲強(qiáng)度可達(dá) １６００兆帕，這比常壓燒結(jié)制品提高了將近１／３，最后經(jīng)研磨和開(kāi)刃加工，與其它配件組裝即成成品。這種制品的優(yōu)點(diǎn)是鋒利，不生銹、耐磨損、使用壽命長(zhǎng)，而且沒(méi)有卷刃問(wèn)題。另外陶瓷車刀也已獲得實(shí)用，切紙機(jī)圓盤(pán)剪切機(jī)、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(dǎo)向裝置、磨碎用球、泵、閥門(mén)等也將推廣應(yīng)用。

      采用添加３摩爾％氧化釔的氧化鋯陶瓷粉末混合料，燒結(jié)成的微晶晶粒度約為０．３微米　燒結(jié)體，在高于１３５０℃溫度下可以每秒鐘千分之一到十萬(wàn)分之一的變形速度拉伸或壓縮，達(dá)到１．６倍１６０％　以上的大變形量，這就是氧化鋯陶瓷的超塑性現(xiàn)象。利用這種特性便有可能將氧化鋯陶瓷加工成各種復(fù)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(qiáng)度。