Al2O3/ZrO2/MgAl2O4复相陶瓷的SPS烧结及性能表征

关键词：mgal2o4 sps 显微结构 物理性能 

摘要：本文以Al2O3、3Y-ZrO2和MgO为原料,采用机械球磨法对粉末进行混合处理,通过放电等离子体烧结技术(SPS:Spark Plasma Sintering)制备了Al2O3/ZrO2/MgAl2O4(AZM)复相陶瓷,研究了MgAl2O4添加量对AZM复相陶瓷微观结构,力学、热学及电学性能的影响。X射线衍射分析表明复相陶瓷物相由α-Al2O3、t-ZrO2和MgAl2O4组成,无其余杂相。SEM断面形貌图显示复相陶瓷的断裂为沿晶断裂和穿晶断裂相结合的复合断裂模式。随MgAl2O4含量增加,复相陶瓷断裂韧性由12 MPa m1/2(MgAl 2O 4体积比: 0v.%)增加至17.48 MPa m 1/2(20v.%)后逐渐减小为14.46 MPa m 1/2(40v.%);维氏硬度由21 GPa(0v.%)逐渐降低至15.3 GPa(40v.%);同时,常温热导率由9.3 W/(m K)(20v.%)逐渐降低到7.6 W/(m K)(35v.%);热膨胀系数无明显变化。此外,200 ℃下AZM30(MgAl2O4体积比30v.%)和ZTA复相陶瓷电阻率分别为6.6 × 10^8 Ω cm和3.3 × 10^9 Ω cm。

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