3Y-ZrO2添加量对Al2O3陶瓷微观结构、力学和防弹性能的影响

作     者：王玲 颜进 高朋召 谢志勇 许涛 高波 肖汉宁 WANG Ling;YAN Jin;GAO Pengzhao;XIE Zhiyong;XU Tao;GAO Bo;XIAO Hanning

作者机构：湖南大学材料科学与工程学院湖南长沙410082 湖南中泰特种装备有限责任公司湖南临澧415211 合肥水泥研究设计院有限公司安徽合肥230051 

基　　金：湖南省自科基金项目(2018JJ4011) 安徽省重点研究和开发计划项目(1804a09020080) 

出 版 物：《陶瓷学报》 (Journal of Ceramics)

年 卷 期：2020年第41卷第2期

页      码：219-227页

摘      要：本文探讨了3Y-ZrO2添加量及烧结温度对Al2O3陶瓷组成、微观结构、力学和防弹性能的影响。结果表明,随烧结温度的升高,添加3Y-ZrO2的Al2O3陶瓷的体积密度先增加后降低,表观气孔率的变化趋势相反,1550℃时,试样具有最高的体积密度和最低的气孔率,添加相通过钉扎作用促进Al2O3晶粒的细化,提高基体的烧结活性;添加后Al2O3陶瓷中主要包含a-Al2O3及少量的Tetragonal和MonoclinicZrO2,随3Y-ZrO2添加量增加,其在Al2O3中的分散均匀性先增加,后降低,当添加量为1.5%时,分散性最佳;当烧结温度从1450℃增加到1650℃时,试样的弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性均先升高后降低,4#试样在1550℃具有最佳的力学性能,其弯曲强度为345.03 MPa、断裂韧性3.87 MPa×m^1/2,维氏硬度为1572.8MPa,优异的性能得益于3Y-ZrO2在Al2O3陶瓷中的均匀分布以及裂纹扩展时发生的T-M相变增韧。当Al2O3陶瓷的主要参数(包括:密度、弯曲强度、硬度和断裂韧性和厚度)的数值乘积大于4.49×10^7时,陶瓷片的防弹性能满足五级防护要求。

主 题 词：Al2O3陶瓷 微观结构 力学性能 防弹性能 力学判据 

学科分类：080503[080503] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 

D　O　I：10.13957/j.cnki.tcxb.2020.02.013

馆 藏 号：203944914...