Al_2O_3-ZrO_2-MgAl_2O_4三元纳米复相陶瓷的微观组织和力学性能

作     者：陈国清 谢杰 王旭东 董红刚 侯晓多 CHEN Guo-qing;XIE Jie;WANG Xu-dong;DONG Hong-gang;HOU Xiao-duo

作者机构：大连理工大学材料科学与工程学院 

出 版 物：《航空材料学报》 (Journal of Aeronautical Materials)

年 卷 期：2008年第28卷第5期

页      面：73-77页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(批准号:50505005) 模具技术国家重点实验室开放基金资助项目(07-11) 

主　　题：纳米复相陶瓷 微观组织 断裂韧性 增韧机理 

摘      要：采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2-MgAl2O4纳米复合粉体。利用真空热压烧结技术制备了Al2O3-30mol%ZrO2-30mol%MgAl2O4(AZ30S30)三元纳米复相陶瓷。微观组织研究表明:所得纳米复相陶瓷是一种典型的晶间/晶内复合型纳米结构,基体氧化铝和第二相均为等轴状,氧化铝晶间散布着氧化锆和尖晶石第二相晶粒,同时有大量的球形氧化锆小颗粒分散在基体氧化铝晶粒内。对不同晶粒尺度复相陶瓷的断裂韧性测试及纳米压痕实验表明:微米级复相陶瓷的最大硬度为22GPa,而纳米复相陶瓷具有更好的力学性能,其硬度随着晶粒尺寸的减小而增加,最大可达35GPa。微米级复相陶瓷的断裂韧性为8.9MPa.m1/2,而纳米复相陶瓷的断裂韧性为10.04MPa.m1/2,其增韧机理主要为ZrO2相变复合增韧、内晶型纳米颗粒韧化以及细晶韧化。