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氧化铝陶瓷具有优良的化学稳定性、机械性能以及电性能，在陶瓷材料中属于应用十分广泛的类型，但是其断裂韧性仅在2.5MPa ·m 1/2～4.5MPa ·m 1/2，所以其应用范围的拓展受到严重限制，由此，提升氧化铝陶瓷的断裂韧性成为行业内的研究重点之一。
当前可以应用于其中的方法较多，主要包括引入第二相、加入Al 2O 3籽晶和形成缺陷分布三种方式，从整体上来看，应用价值最高的方式为氧化锆增韧，即采用机械混合法、溶胶-凝胶法等方式，将氧化锆复合于氧化铝粉体中，再进行相应的处理，可以获取氧化铝陶瓷，使氧化锆晶粒可填充与氧化铝晶界处，从而起到提升氧化铝陶瓷断裂韧性的作用，也就可以进一步提升氧化锆增韧氧化铝陶瓷的使用效果和使用价值。
氧化锆增韧氧化铝陶瓷也可被称为ZTA 陶瓷，其熔点高、硬度高，并且耐酸碱腐蚀，同时具有韧性较强的优势，属于高温结构陶瓷中具有较大应用潜力的一类。
其中的氧化锆含量在10%～20%之间时，可以起到抑制晶体生长氧化铝酸性的作用，也就可以起到提升材料硬度的作用。
特别是若氧化锆含量处于12%～14%之间时，ZTA 陶瓷的硬度和强度均能上升至最大值，如果氧化锆粉末含量为20%，并且其呈高度分散状态，经过热压烧结处理以后，ZTA陶瓷的机械性能将达到最好状态。
对陶瓷断裂韧性产生影响的因素可以通过公式（1）进行体现：（1）在公式（1）当中，为陶瓷材料断裂韧性，其与弹性模量E、泊松比v 以及断裂表面能均具有密切关联性，弹性模量以及泊松比均属于非显微结构敏感参数，所以需要借助提升断裂表面能的方式提升材料断裂韧性。
而能够影响陶瓷材料表面的因素较多，主要包括热力学自由表面能、内应力与裂纹、气孔、塑性形变、相变、晶粒尺寸等多个方面。
从断裂力学的视角来看，可以采用增加自由表面能的方式，促使新生表面形成，同时也可起到缩减晶粒尺寸、缩减气孔率的作用，还可应用适当的应力促进相变，并形成微裂纹，从而起到提升陶瓷材料断裂韧性的作用。
11240氧化锆陶瓷编辑白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。
在常压下纯ZrO2共有三种晶态。
氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体，氧化锆超细粉末的制备方法很多，氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。
目录1简介2种类特点3粉体制备4生产工艺5应用6增韧方法1简介氧化锆陶瓷，ZrO2陶瓷，Zirconia Ceramic2种类特点纯ZrO2为白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。
世界上已探明的锆资源约为1900万吨，氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。
在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2)，上述三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化：温度密度单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2) <950℃ 5.65g/cc四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2) 1200-2370℃ 6.10g/cc立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc上述三种晶态具有不同的理化特性，在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷，如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia，PSZ)，当稳定剂为CaO、 MgO、Y2O3时，分别表示为Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。
由亚稳的t- ZrO2组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(tetragonal zirconia polycrysta，TZP)。
当加入的稳定剂是Y2O3 、CeO2，则分别表示为Y-TZP、Ce-TZP等。
3粉体制备氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体，氧化锆超细粉末的制备方法很多，氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。
2.1 氧化物结构材料-氧化锆陶瓷ZIRCONIA CERAMICS 结构陶瓷定义：所谓结构陶瓷，是指能作为工程结构材料使用的陶瓷。
它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等特性。
按组分分类，结构陶瓷又可分为：☐(1)氧化物陶瓷，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、莫来石陶瓷、氧化镁陶瓷、氧化钙陶瓷、氧化铍陶瓷、锆英石陶瓷等；☐(2)氮化物陶瓷、如氮化硅陶瓷、赛龙(Sialon)、氮化铝陶瓷、氮化硼陶瓷等；☐(3)碳化物陶瓷：如碳化硅陶瓷、碳化钛陶瓷、碳化硼陶瓷以及碳化铀陶瓷☐(4)硼化物陶瓷，如硼化钛陶瓷、硼化锆陶瓷等。
ZrO2陶瓷（ZIRCONIA CERAMICS ）概述由于按照应用性将陶瓷材料分为结构陶瓷和功能陶瓷量大类：结构陶瓷主要利用其力学及机械性能，通常指强度、塑性、韧性、蠕变、弹性、硬度、疲劳等。
氧化锆陶瓷材料有两方面的重要应用：一是结构方面二是功能方面陶瓷的结构应用是陶瓷的最早应用之一，但先进结构陶瓷的发展却相对较晚，起始于20世纪60~70年代。
为了满足迅速发展的宇航、航空、原子能等技术队材料的需要，特别是对高温材料的需要，人们把目光转向了陶瓷。
金属高温材料的耐热温度从20世纪40年代的约800℃发展到70年代的约1100℃，步履日见艰难，因为金属基体熔点的限制。
☐我国从20世纪50年代就开始了先进结构陶瓷的研究，目前研究成的Si3N4其变相陶瓷和SiC表面梯度复相陶瓷的强度达1GPa，断裂韧性分别为10MPa.m1/2和9 MPa.m1/2。
☐（断裂韧性度KIC）☐以上性能均可维持到1400℃，是空气中使用的两种最好的高温材料，是陶瓷发动机零件的最佳候选材料常用的高温氧化物结构陶瓷有：氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等，它们的熔点一般都在2000℃以上。
不仅仅用于特殊冶金领域的熔炼坩埚、熔炼纯铂等，还广泛应用在原子能反应堆、火箭、导弹、磁流体发电、玻璃工业、高温模具、飞机工业、电炉等高温领域，最高温度可达3600℃，耐高温腐蚀、抗热冲击、耐磨性好、热稳定性好等优异的要求。
氧化锆陶瓷中微裂纹增韧的机理及应用摘要：氧化锆陶瓷是一种特殊的无机非金属材料，同时也是一种人们研究最多的一种物质之一，这主要是因为其有着独特的物理性质和化学性质。
在这里主要阐述了氧化锆陶瓷的物理性质、化学性质、应用性能及其增韧的原因、方法等。
其中最主要说明微裂纹增韧的机理及其在实际生产中的应用，最后简要的对氧化锆陶瓷的应用前景进行了展望。
关键词：陶瓷材料；微裂纹增韧；氧化锆陶瓷前言：在当今世界陶瓷材料已经应用到我们生活以及生产中的各个领域，而我们现在所用的陶瓷已经不仅仅局限于传统陶瓷，现在许多特种陶瓷、生物陶瓷等等。
氧化锆陶瓷的应用也是十分广泛的，在电子陶瓷、功能陶瓷、结构陶瓷中的应用得到迅速发展。
［1］这些新型陶瓷材料是电子，航空航天的基础材料，在高新技术领域十分活跃。
［2,3］氧化锆陶瓷材料之所以能得到这么广泛的应用是跟它上述优越的性质是分不开的。
他具有特殊的物理和化学性能如：如高硬度、低的热传导性、熔点高、抗高温和腐蚀、化学惰性和两性性质［4］。
但在实际的生活中氧化锆陶瓷材料还是有它自身的缺陷，说一个大家众所周知的缺点就是脆性！因此很容易被破坏。
只有改善材料的脆性，才能使其高强化，提高材料使用寿命。
所以现在陶瓷增技术成为陶瓷研究的热点。
正文：1、陶瓷脆性的原因：陶瓷材料是离子键和共价键晶粒共同构成的材料，因此抵抗裂纹产生和发展的能较小，缺乏像金属那样属性变形的能力，由此决定了陶瓷材料的脆性。
另外在陶瓷的生产制作过程中会产生很多缺陷，如：气空、裂纹等等。
有些裂纹一经产生就会迅速蔓延，使材料无征兆性的突然断裂，这种现象对建筑陶瓷来说是非常危险的，因此解决陶瓷的脆性势在必行。
现在，如何提高陶瓷材料的韧性已经成为一个热门的研究课题，目前来看已经探索出很多增韧陶瓷的方法，例如：纤维增韧、微裂纹增韧、相变增韧、复相陶瓷增韧等。
那么下面主要介绍陶瓷材料的微裂纹增韧。
2、氧化锆的基本性能氧化锆有三种晶相：单斜相m—ZrO2、四方相t—ZrO2、立方相c—ZrO2。
氧化锆陶瓷性能分析解析
摘要
氧化锆陶瓷具有优良的物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定性，
因此被广泛应用于航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和
电力等领域。
本文概括了氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力
学和综合性能，以期获得更全面、全面、准确的理解和认知。
关键词：氧化锆；陶瓷；物理性能；力学性能；热物理性能。
1引言
氧化锆陶瓷是一种具有优良物理机械性能、耐腐蚀性能和高温热稳定
性的新型陶瓷材料。
由于其高强度、高硬度、低密度、耐腐蚀、耐磨损、
耐冲击和耐高温等特性，氧化锆陶瓷在航空航天、船舶、汽车、电子工业、化学工业、冶金和电力等领域得到了广泛应用。
它不仅可以用于构筑结构件、制造增强件、制造涂料改善合金，而且可用于制造抗击穿材料、密封
件和装饰陶瓷等。
本文旨在概括氧化锆陶瓷的成分、结构特性以及其热物理、力学和综
合性能，为其应用和发展提供基础性的理解。
2氧化锆陶瓷的成分与结构特性
2.1成分。
ZTA陶瓷，即氧化锆增韧氧化铝陶瓷（Zirconia Toughened Alumina Ceramic），其高强度原理主要源于以下两个关键因素：
1. 微观结构设计：
在氧化铝（Al₂O₂）基体中引入氧化锆（ZrO₂）颗粒或晶须作为第二相材料。
当氧化锆颗粒分散在氧化铝基质中时，由于两者热膨胀系数的差异，在温度变化过程中会产生一定的应力场。
这种应力场使得氧化锆颗粒周围形成微裂纹，这些预先存在的微裂纹在后续受力过程中起到阻止裂纹扩展的作用，通过裂纹偏转、桥联等机制消耗能量，从而显著提高材料的断裂韧性。
2. 相变增韧：
部分氧化锆颗粒在一定温度下会发生四方相到单斜相的马氏体相变，这种相变伴随着体积变化，会在颗粒内部产生压缩应力，当外加载荷作用于陶瓷材料时，这些预置的内应力可以抵消一部分外加拉伸应力，有效抑制裂纹的形成和扩展，增强材料的抗冲击性和韧性。
因此，通过上述微观结构的设计和相变效应，ZTA陶瓷能够在保持氧化铝高硬度特性的同时，极大地改善了传统氧化铝
陶瓷易脆的弱点，从而实现了在常温下具有较高的抗折强度和断裂韧性，是一种典型的复相陶瓷强化与增韧技术的应用成果。
