壓電陶瓷顆粒增韌陶瓷基復合材料.pdf

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1、萬方數(shù)據(jù)28卷第4期硅酸鹽通報v01．28N。．42009年8月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYAugust，2009--w壓電陶瓷顆粒增韌陶瓷基復合材料研究進展郭興梅1，趙琰2，孫康寧2(1．山東大學材料科學與工程學院，濟南250061；2．山東大學T程陶瓷實驗室，濟南250061)摘要：本文綜述了壓電陶瓷顆粒增韌陶瓷基復合材料的研究進展，重點討論了增韌機理、極化及不同工藝對增韌效果的影響。分析認為，研究一種低成本、燒結(jié)性能較好且能夠與基體穩(wěn)定共存的壓電材料，以及能夠獲得最佳性能的合適的制備工藝是目前的研究趨勢，具有廣闊的發(fā)展前

2、景。關(guān)鍵詞：陶瓷增韌；壓電陶瓷；力學性能；極化處理；電疇結(jié)構(gòu)中圖分類號．TQl74文獻標識碼：A文章編號：1001—1625(2009)04-0736-05ResearchandDevelopmentofTougheningofCeramicMatrixCompositesbyPiezoelectricCeramicParticlesGUO瓤昭一meil，ZHAOYan2，SUNKang—nin92(I．SchoolofMatefiMScienceandEngineering。ShandongUniversity，Jinan250061，China；2。KeyLab

3、oratoryofEngineeringCeramics，ShandongUniversity，Iinan250061，China)Abstract：Inthispapertheresearchanddevelopmentofceramicmatrixcompositestoughenedbypiezoelectricceramicparticlesarediscussed，emphasizingonthetougheningmechanismandtheeffectofpolarizationanddifferenttechniquesonthetoughenin

4、gbehavior．Theanalysisindicatesthatitisperspectivetodevelopanappropriatepiezoelectricmaterialwithlow—cost，goodsinteringcharacterandcompatibilitywitllmatrixandtofindoutasuitablepreparationtechnology．Keywords：tougheningofceramics；piezoelectricceramics；mechanicalproperty；polarization；domai

5、nstI_ucture1引言陶瓷材料以其高強度、高硬度、耐磨損、抗氧化、耐腐蝕、重量輕和良好的化學穩(wěn)定性等一系列優(yōu)良的性能，在工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域得到了廣泛應用。但是，由于陶瓷材料脆性大、韌性低的固有弱點，限制了其優(yōu)良性能的發(fā)揮，也限制了它的實際應用¨，2】。目前，提高陶瓷材料的強度和韌性有兩條途徑：自增韌和第二相增韌‘31。自增韌也稱原位增韌。它是在陶瓷基體中加入可以生成第二相的原料，控制生成條件和反應過程，直接通過高溫化學反應或者相變過程，在主晶相基體中生長出均勻分布的晶須、高長徑比的晶?；蚓螒B(tài)的增強體，形成陶瓷復合材料?。自增韌的韌化機理類似于晶須增韌補強的

6、作用，主要是借助于自生增強體的拔出、橋連與裂紋的偏轉(zhuǎn)機制?；痦椖浚簢易匀豢茖W基金(No：50672051)作者簡介：郭興梅(1988-)，女，在讀學士．主要從事陶瓷基復合材料的研究通訊作者：孫康寧．E—mail：sunkangning@sdu．edu．ell萬方數(shù)據(jù)第4期郭興梅等：壓電陶瓷顆粒增韌陶瓷基復合材料研究進展737第二相增韌按增韌相及增韌機理進行分類，可以分為：顆粒彌散增韌、相變增韌、纖維晶須增韌、協(xié)同增韌、疇轉(zhuǎn)和孿晶增韌¨一1。顆粒彌散增韌可以分為剛性顆粒增韌、延性顆粒增韌和納米顆粒增韌¨．41；相變增韌是以ZK)：作為增韌相利用應力誘導四方ZK)：

7、馬氏體相變來改變陶瓷材料的韌性；纖維晶須增韌是通過高強度的纖維(晶須)來分擔外加的負荷以及利用纖維(或晶須)與陶瓷基體的弱界面結(jié)合來造就對外來能量的吸收系統(tǒng)，從而達到改善陶瓷材料脆性的目的【列；協(xié)同增韌是通過幾種增韌方法共同作用從而達到比單一增韌方法更好的增韌效果；疇轉(zhuǎn)和孿晶增韌是一種正在研究的新的陶瓷增韌方法，如將壓電陶瓷作為第二相加人結(jié)構(gòu)陶瓷，達到強韌化目的。研究者把多種壓電材料加入陶瓷基體中，如BaTi03／A1203舊1、Nd2Ti207／A1203—1、BaTi03／kZr20，Es]、LiTaO，／燦：O，[9】，得到了很好的增韌效果。壓電第二相不止