先進陶瓷的化學熱處理介紹

        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構和獲得所需要的性能。研究表明，對氧化鋯及其復相陶瓷材料表層進行滲碳或滲氮，能使室溫下的亞穩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，其增韌的重要條件是使氧化鋯的高溫四方相（t相）保留到室溫而不轉變為室溫穩定的單斜相（m相），在應力的誘發下才發生t-m相變，導致體積膨脹，產生類似于鐵碳合金中馬氏體相變的效應。將Mg2+、y3+等離子固溶到氧化鋯品格中可以起到穩定四方相的作用，而采用化學熱處理則給出了一條穩定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變。向陶瓷滲氮也得到了相似的結果：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！