氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁陶瓷是一種以氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁(Al2O3)為主(zhu)體的(de)陶瓷材料(liao),用于厚膜集(ji)成電(dian)路氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁陶瓷有較好的(de)傳導性、機械強度和(he)耐高溫性需要(yao)注意的(de)是需用超(chao)聲波進行洗滌大(da)家(jia)(jia)知道氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋁陶嗎?下面由小(xiao)編告訴大(da)家(jia)(jia):
1、纖(xian)(xian)維、晶(jing)須增韌用纖(xian)(xian)維(或晶(jing)須)以一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)方(fang)式加(jia)入到陶瓷的(de)(de)(de)基體(ti)(ti)中去,一(yi)(yi)方(fang)面(mian)可以使高強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)纖(xian)(xian)維(晶(jing)須)來(lai)(lai)(lai)分擔外加(jia)的(de)(de)(de)負荷,另(ling)一(yi)(yi)方(fang)面(mian)可以利用纖(xian)(xian)維(或晶(jing)須)與陶瓷基體(ti)(ti)的(de)(de)(de)弱的(de)(de)(de)界面(mian)結合來(lai)(lai)(lai)造就(jiu)對(dui)外來(lai)(lai)(lai)能量的(de)(de)(de)吸收(shou)系統,從(cong)而(er)達到改善(shan)陶瓷材料脆性的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。其機理(li)主(zhu)要是裂紋偏轉或分叉、拔出效應和橋(qiao)聯效應。
2、自增(zeng)韌(ren)通過(guo)引入(ru)添加劑(ji)或(huo)晶(jing)(jing)(jing)種(zhong)來(lai)誘(you)導等軸(zhou)狀(zhuang)A12O3晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)異(yi)向生長(chang)(chang)成為如板狀(zhuang)、長(chang)(chang)柱狀(zhuang)形貌的(de)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)來(lai)形成自增(zeng)韌(ren)A12O3陶瓷在近十幾年得到了廣泛的(de)研(yan)究(jiu)自增(zeng)韌(ren)氧(yang)化鋁陶瓷材(cai)(cai)料(liao)是通過(guo)在原(yuan)料(liao)中加入(ru)可(ke)以生成第(di)二相的(de)原(yuan)料(liao),控制生成條件和反(fan)應過(guo)程(cheng),直(zhi)接通過(guo)高(gao)溫化學反(fan)應或(huo)誘(you)導氧(yang)化鋁晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)的(de)異(yi)向生長(chang)(chang),使主晶(jing)(jing)(jing)相基(ji)體中生長(chang)(chang)出晶(jing)(jing)(jing)須均勻分布的(de)、晶(jing)(jing)(jing)粒(li)(li)長(chang)(chang)徑比大(da)的(de)或(huo)晶(jing)(jing)(jing)片的(de)增(zeng)強體,形成陶瓷復合材(cai)(cai)料(liao)。這樣可(ke)以避免兩相不(bu)相容(rong)以及分布不(bu)均勻的(de)缺陷,使強度和韌(ren)性都比用外來(lai)第(di)二相增(zeng)韌(ren)的(de)同種(zhong)材(cai)(cai)料(liao)高(gao),從而進一步提高(gao)材(cai)(cai)料(liao)的(de)力學性能
3、相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌當(dang)Al2O3中加入純ZrO2(非穩定(ding)ZrO2)粒(li)子形成(cheng)ZrO2增(zeng)(zeng)(zeng)韌Al2O3陶瓷時,由(you)于(yu)(yu)亞穩四方t-ZrO2于(yu)(yu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力誘(you)發下向單斜m-ZrO2的(de)轉變(bian)產生3%~5%的(de)體積變(bian)化及(ji)8%左右的(de)切應(ying)(ying)(ying)(ying)變(bian)效應(ying)(ying)(ying)(ying),可以抵消外加應(ying)(ying)(ying)(ying)力、吸(xi)收能量(liang),從(cong)而緩和(he)主(zhu)裂(lie)紋尖端的(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力集中,可使(shi)Al2O3陶瓷韌性顯著提高。研(yan)究表(biao)明:ZrO2增(zeng)(zeng)(zeng)韌機理有(you)應(ying)(ying)(ying)(ying)力誘(you)導相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌、顯微裂(lie)紋增(zeng)(zeng)(zeng)韌、細化基(ji)體晶(jing)粒(li)、裂(lie)紋的(de)轉向與分叉以及(ji)表(biao)面增(zeng)(zeng)(zeng)韌等(deng),其中相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌是主(zhu)要增(zeng)(zeng)(zeng)韌機制(zhi)相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌的(de)影響因素很多,如ZrO2含量(liang)及(ji)粒(li)徑、晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)、其它添加劑種類和(he)數量(liang)、晶(jing)粒(li)取向等(deng)。其缺(que)點是增(zeng)(zeng)(zeng)韌效果(guo)隨溫(wen)度(du)的(de)升高而急(ji)劇(ju)下降,因此一般單純依靠相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌來提高韌性的(de)材(cai)料僅(jin)適用于(yu)(yu)溫(wen)度(du)較低的(de)場合(he)通常(chang)在(zai)Al2O3基(ji)體中引(yin)入ZrO2的(de)顆粒(li)為(wei)微米級或亞微米級,使(shi)得(de)制(zhi)成(cheng)的(de)復(fu)相(xiang)陶瓷中的(de)ZrO2晶(jing)粒(li)尺(chi)寸(cun)易于(yu)(yu)超過臨界尺(chi)寸(cun),大大降低增(zeng)(zeng)(zeng)強增(zeng)(zeng)(zeng)韌的(de)效果(guo)。將納米級ZrO2顆粒(li)作(zuo)為(wei)彌散相(xiang)引(yin)入微米級陶瓷基(ji)體中制(zhi)得(de)納米復(fu)相(xiang)陶瓷,取得(de)了很好的(de)效果(guo)并引(yin)起人(ren)們的(de)重視(shi)
4、顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)彌散相(xiang)增(zeng)韌(ren)(ren)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)彌散增(zeng)韌(ren)(ren)機(ji)理(li)主要有熱(re)應(ying)力(li)誘導微裂(lie)紋增(zeng)韌(ren)(ren)、切應(ying)力(li)阻礙微裂(lie)紋擴展增(zeng)韌(ren)(ren)、微裂(lie)紋偏轉與分支、弱化(hua)(hua)應(ying)力(li)集中增(zeng)韌(ren)(ren)以及細化(hua)(hua)基(ji)體晶粒(li)(li)(li)(li)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)彌散增(zeng)韌(ren)(ren)與溫度無(wu)關,可以作(zuo)為高(gao)(gao)溫增(zeng)韌(ren)(ren)機(ji)制對顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)增(zeng)韌(ren)(ren)氧(yang)化(hua)(hua)鋁陶瓷的(de)研究中,主要以高(gao)(gao)熔點、高(gao)(gao)強(qiang)度、高(gao)(gao)彈(dan)性(xing)模量的(de)碳化(hua)(hua)物、氮化(hua)(hua)物、硼化(hua)(hua)物第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)粒(li)(li)(li)(li)子和具有延(yan)展性(xing)的(de)金屬顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)為增(zeng)韌(ren)(ren)相(xiang)。影響第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)復合增(zeng)韌(ren)(ren)效果的(de)主要因素有:基(ji)體和第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)的(de)彈(dan)性(xing)模量E、熱(re)膨脹系數和兩(liang)(liang)相(xiang)的(de)化(hua)(hua)學(xue)相(xiang)容性(xing)其中兩(liang)(liang)相(xiang)的(de)化(hua)(hua)學(xue)相(xiang)容是(shi)復合的(de)前提,即(ji)兩(liang)(liang)相(xiang)間不(bu)能存在過分的(de)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)Ep與Em相(xiang)等時,不(bu)論(lun)第(di)(di)二(er)(er)相(xiang)顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)的(de)p是(shi)大(da)于還是(shi)小于基(ji)體的(de)m都能實現增(zeng)韌(ren)(ren)補強(qiang)。
目前,顆粒(li)彌散增(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)的(de)(de)研究(jiu)主要從(cong)兩個方面(mian)入(ru)手:一個是利用彌散顆粒(li)和基質(zhi)材料的(de)(de)膨脹系數(shu)以(yi)及彈性模量的(de)(de)匹配在材料內(nei)部形成殘(can)余(yu)應(ying)力,使(shi)之(zhi)達到增(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)的(de)(de)目的(de)(de);另一個是通過自身顆粒(li)尺寸效應(ying)來提(ti)高自身的(de)(de)韌(ren)(ren)性,使(shi)之(zhi)達到增(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)的(de)(de)目的(de)(de)。
5、復合(he)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)多種(zhong)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)機制復合(he)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)氧化鋁陶瓷在(zai)近(jin)年來也受到了廣泛的(de)關注,它主要包括晶(jing)須(xu)-相(xiang)變(bian)復合(he)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)、晶(jing)須(xu)-顆粒(li)復合(he)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)、多相(xiang)顆粒(li)復合(he)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)等(deng)將ZrO2相(xiang)變(bian)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)和晶(jing)須(xu)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)這兩種(zhong)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)同時應用到Al2O3陶瓷中(zhong),產生十分(fen)明顯的(de)增(zeng)(zeng)(zeng)韌(ren)(ren)(ren)效果(guo)。
復合材料的增韌機(ji)制(zhi)包括裂紋(wen)偏轉(zhuan)與繞過、晶須橋聯(lian)與拔出(chu)以及相變增韌和微裂紋(wen)增韌(部分素材來源網絡,侵聯(lian)刪)
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