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氧化鋁陶瓷斷裂韌性怎么測

2020-12-20 16:56:00

氧化鋁陶瓷斷裂韌性怎么測

鋼球跌落:20g鋼球,50cm高度落到直徑10mm的陶瓷中心位置,陶瓷放置在剛性平面大理石上,三次,陶瓷片無裂紋出現;

不耐鹽酸或者稀硫酸腐蝕,

氧化陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料,用于厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導性、機械強度和耐高溫性。

ZTA即為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷,屬于無機非金屬材料。

氧化鋁陶瓷的增韌是目前使用增韌方法是添加20%的氧化鋯(ZrO2)增韌。當氧化鋁中加入純Zr02,粒子形成ZrO2增韌氧化鋁陶瓷時,當添加含量適當時,可使韌性顯著提高。

其韌化效果主要來源于以下機理:

1.使氧化鋁晶粒基體細化。

2. 氧化鋯相變韌化。

3.顯微裂紋韌化。

4. 裂紋轉向與分叉。商用高純氧化鋁陶瓷與ZrO2增韌氧化鋁陶瓷力學性能對比99%氧化鋁陶瓷 氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷密度 ≥4.1,洛氏硬度≥90,維氏硬度≥1300,斷裂韌性6.0, 抗折強度 480MPa,抗壓強度 3600MPa ;

剛玉陶瓷材料具有耐高溫、強度大、耐蠕變、絕緣性好、重量輕等優良的特性 ,是一種理想的結構陶瓷材料 ,在許多工業部門得到了廣泛的應用 隨著科學技術的發展 ,其應用領域不斷擴大 ,作為一種新型的結構陶瓷材料已經應用于大功率發電機的部件、精密的機械加工部件、電子技術領域中的部件等新的科技領域 在這些新科技領域中的應用 ,對剛玉陶瓷材料的性能提出了更高的要求 由于剛玉陶瓷材料的脆性 ,使其應用范圍受到了限制 為了克服陶瓷材料的脆性 ,提高可靠性 ,其韌化是當代陶瓷學家們所面臨的重要課題之一,對于陶瓷材料已經提出了多種增韌機理 ,較成熟和應用較廣泛的增韌方法有ZrO2 增韌和纖維增韌。目前中國市場有成功案例,亞德潤生產的ZTA采用等靜壓制胚,隧道電阻窯燒制增韌氧化鋁陶瓷,ZTA特種陶瓷。

大家都知道氧化鋁是剛玉,莫式硬度為9,立方氧化鋯的莫式硬度為8.5,但是從工業陶瓷防磨使用的角度來看,并非硬度越高越好,還要看陶瓷韌性,硬度和韌性都要高,才能說是陶瓷。并不是說氧化鋯陶瓷就不如氧化鋁陶瓷,氧化鋯陶瓷在高溫下的晶格相非常穩定,還原到常溫下氧化鋯陶瓷晶格就受損。因此常溫下就純氧化鋁和純氧化鋯來說氧化鋁的硬度更高。但是氧化鋁陶瓷是混合體,它是經過人工配料然后干壓成型、燒結1680℃而成的,并非純純的剛玉。因此要看陶瓷的氧化鋁含量,有的廠家有85%氧化鋁陶瓷,92%氧化鋁陶瓷,95%氧化鋁陶瓷,99%氧化鋁陶瓷等多種陶瓷,亞德潤陶瓷在這個陶瓷行業研究很深很專業,生產的耐磨陶瓷洛氏硬度為HRA82-90,斷裂韌性KIC≥7.5Mpa.m1/2,硬度僅次于金剛石。

增韌氧化鋁陶瓷是在氧化鋁的基礎上增加一定的氧化鋯陶瓷配料,韌性介于氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷之間,因為氧化鋯陶瓷的價格較高,使用者一次性投入比較大,生產使用最多的廠家主要是歐美企業和澳大利亞必和必拓等大集團。

而氧化鋯陶瓷在高溫下的晶格穩定,一到常溫下晶格相就受損,所以94.4%的氧化鋯在常溫下達到穩定狀態必須添加5.6%穩定劑(稀土等),粉末干壓成型,燒結1560℃而成,硬度和韌性就會超過99%氧化鋁陶瓷,它的抗沖擊性就超過了99%氧化鋁陶瓷。如果不添加穩定劑,陶瓷就容易開裂,所以氧化鋯球作為研磨材料,是因為它具備硬度和韌性都很大的。

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