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第卷第期无机材料学报、. . .
年月.
④水热条件下—陶瓷材料性能下降机理及
一。缓解措施初探
、
盥中海萎所。石南云
摘要
本文考察了~%稳定氧化锆材料在。沸水及水
: 一以扩散形式进入氧化
锆晶格并占据其中的氧空位, 与作用,使四方相稳定存在的条件改变,从而导
致四方相单斜相相变,,
并结合实验研究,提出减缓性能下降的有效措施.
关键词材料,性能下降,
引言力薯『主
钇稳定四方相氧化错陶瓷材料由于在。潮湿空气中四方相失稳, 导
致材料力学性能下降,,目前已提出
了多种模型,,水以分子形式化学
吸附于颗粒表面, 并离解为一与”作用从而破坏了—键,引起应力变化从
而产生相变【一,另一种模型认为一与作用形成晶粒中不断扩散出,
使晶粒内减少, 降低了四方相的稳定性,引起相变
本工作通过研究、—、材料经水热处理后其性能及显微结
构变化规律、结合红外光谱分析,探讨—材料性能下降机理及缓解措施.
实验过程
以化学共沉淀法自制含、的粉料, 将含的粉料与工业
粉以一定配比湿磨、烘干, 制得一粉料. 所有粉料均干压成型, 然后分
别在。烧结,将材料加工成. 的试条,分别置于。沸水及
。,以光衍射法对水热处理前后样品表
面进行相分析,单斜相含量计算公式%】/】】.用
横截法确定晶粒尺寸,通过观察水热处理前后材料表面显微结构变化,量出相变层
,用法
测量材料断裂韧性
年月日收到韧稿. 月日收到修改稿
奉文获国家自然科学基金项目的资助
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期何夕云等:水热条件下陶瓷材料性能下降机理爰缓解措施初探
结果与讨论
. 材料性能下降的规律
几乎所有钇稳定四方相陶瓷材料在一定温度水热条件下均存在四方相
,经、。的沸水处理后,样品表面单斜相含量
骤增. 不同含量的—材料在。沸水中经过不同时间的处理,其表面单斜相
;同时含量不一
样,相变程度亦不同,在相同的水热条件下, —样品表面相变量较之—更大.
说明”在—材料性能下降过程中起重要作用.
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图—、—样品表面单斜相含量的
图材料表面光衍射相分析图增量随水热处理时间的变化规律
. . .
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。
通过调节烧结温度, 可得到一系列不同晶粒尺寸的.
材料置于。沸水中处理,其表面单斜相含量增量随晶粒尺寸的变化规律见
,单斜相的增量呈明显上升趋势,这是因为较大晶粒的表面自由
,在相同水热条件处理下更易失稳发生
相变, 同时, 随处理时间的延长,表面相变层厚度增加,
品表面产生了明显的微裂纹,见图. ‘
水热条件尤