先進(jìn)陶瓷的化學(xué)熱處理介紹

        同金屬材料一樣，陶瓷材料也可以通過表面滲入其它元素的方法來改變其組織結(jié)構(gòu)和獲得所需要的性能。研究表明，對氧化鋯及其復(fù)相陶瓷材料表層進(jìn)行滲碳或滲氮，能使室溫下的亞穩(wěn)相四方氧化鋯的含量增加，從而影響其增韌效果。


 

        氧化鋯陶瓷具有明顯的相變增韌效應(yīng)，其增韌的重要條件是使氧化鋯的高溫四方相（t相）保留到室溫而不轉(zhuǎn)變?yōu)槭覝胤€(wěn)定的單斜相（m相），在應(yīng)力的誘發(fā)下才發(fā)生t-m相變，導(dǎo)致體積膨脹，產(chǎn)生類似于鐵碳合金中馬氏體相變的效應(yīng)。將Mg2+、y3+等離子固溶到氧化鋯品格中可以起到穩(wěn)定四方相的作用，而采用化學(xué)熱處理則給出了一條穩(wěn)定t相氧化鋯的新途徑。將氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷( zirconiatoughened alumina，ZTA)于1300。C埋入SiC粉中保溫15h，氧化鋯陶瓷中的四方相由原來的8%升高到92%，且隨溫度升高和保溫時間延長，對氧化鋯的穩(wěn)定化作用越明顯。同理，將ZTA陶瓷相ZTM(氧化鋯增韌莫來石，zirconia toughenedmullite)陶瓷分別埋入石墨+BaC02粉和木炭+BaC03粉中，經(jīng)1200℃保溫6h后，兩種陶瓷中四方相的含量均有明顯上升，特別是石墨作為固體滲碳劑的效果更好，說明高活性的碳可以在高溫下擴散到氧化鋯中，阻止四方相在冷卻過程中向單斜相轉(zhuǎn)變。向陶瓷滲氮也得到了相似的結(jié)果：隨著氮氣分壓和熱處理溫度的提高，ZTM陶瓷中四方相的含量呈增加趨勢！