文档介绍：分类号学号 M200870482
学校代码 10487 密级

硕士学位论文

3YPSZ/Al2O3-Co3O4 复相陶瓷的制备及力
学性能研究

学位申请人: 杨巍屹
学科专业: 材料学
指导教师: 马南钢教授
答辩日期: 2011 年 07 月 05 日
A Thesis Submitted to Huazhong University of Science and
Technology for the Degree of Master of Engineering

Research on Preparation and Mechanical Properties
of 3YPSZ/Al2O3-Co3O4 Multiphase Ceramic

Candidate : Yang Weiyi
Major : Materials Science
Supervisor : Prof. Ma Nangang

Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074,
July 05, 2011
独创性声明

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究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集
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以明确方式标明。本人完全意识到,本声明的法律结果由本人承担。

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日期: 年月日

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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月日
华中科技大学硕士学位论文
摘要
在金属材料的力学加工中,切削加工是最普遍的精细加工方法,刀具材料的力学
性能对其加工技术参数有着关键性的影响。在当代切削加工中,陶瓷刀具材料由于具
备抗热性、抗磨性和抗酸碱稳定性,经常被应用在各种条件苛刻的切削加工领域。
ZrO2 陶瓷刀具具有硬度大、抗弯强度高、断裂韧性大、抗磨损、抗酸碱腐蚀、抗
氧化、抗静电、优良的高温性能、刀体色泽艳丽等特点,是当今世界最合适的多功能
刀具之一。当前主要的 ZrO2 刀具产品为:陶瓷切削刀、餐用刀、剪刀、军用刀、医
用刀。本文以 PSZ(Partially Stabilized Zirconia/PSZ)陶瓷作为主要研究对象,既要让目
标材料满足陶瓷刀具应用环境下的各种要求,又让陶瓷刀具具备一定的颜色,既实用
又美观的陶瓷刀具是本研究的宗旨。
本文先研究了 PSZ 陶瓷的稳定剂的种类和加入量,发现 3mol%的 Y2O3 最适合本
实验的条件,并且发现 3YPSZ 的最佳烧结温度为 1550℃,11CePSZ 的最佳烧结温度
为 1600℃。发现直接干压成型工艺制备的陶瓷,性能不如干压成型后冷等静压处理这
种成型工艺的制品。并且 3YPSZ 的最佳抗弯强度、维氏硬度、致密度分别为、
、%。
本文接着用物理混料法和染色液浸泡法研究了黑色 3YPSZ-Co3O4 陶瓷,发现染色
液浸泡法让材料产生更多的宏观和微观上的缺陷,性能不如物理混料法。并且采用物
理混料法,在 Co3O4 的引入量为 %,在 1550℃下烧结 2h 时,3YPSZ-Co3O4 陶瓷
的最佳抗弯强度、维氏硬度、致密度分别为、、%。
由于单纯通过引入添加剂 Co3O4 对 3YPSZ 陶瓷的性能提高不明显,本文就研究
了 3YPSZ-A12O3 复相陶瓷,通过加入弹性模量大而且热膨胀系数相对较小的 A12O3
弥散相,来尝试对 3YPSZ 陶瓷材料增韧补强。发现在 A12O3 的引入量为 25wt%,在
1600℃下烧结 2h 时,3YPSZ-A