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氧化鋁陶瓷斷裂韌性怎么測(cè)

鋼球跌落：20g鋼球，50cm高度落到直徑10mm的陶瓷中心位置，陶瓷放置在剛性平面大理石上，三次，陶瓷片無(wú)裂紋出現(xiàn)；

不耐鹽酸或者稀硫酸腐蝕，

氧化陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料，用于厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。

ZTA即為氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷，屬于無(wú)機(jī)非金屬材料。

對(duì)氧化鋁陶瓷的增韌是目前使用增韌方法是添加20%的氧化鋯（ZrO2）增韌。當(dāng)氧化鋁中加入純Zr02，粒子形成ZrO2增韌氧化鋁陶瓷時(shí)，當(dāng)添加含量適當(dāng)時(shí)，可使韌性顯著提高。

其韌化效果主要來(lái)源于以下機(jī)理：

1.使氧化鋁晶粒基體細(xì)化。

2. 氧化鋯相變韌化。

3.顯微裂紋韌化。

4. 裂紋轉(zhuǎn)向與分叉。商用高純氧化鋁陶瓷與ZrO2增韌氧化鋁陶瓷力學(xué)性能對(duì)比99%氧化鋁陶瓷 氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷密度 ≥4.1，洛氏硬度≥90，維氏硬度≥1300，斷裂韌性6.0， 抗折強(qiáng)度 480MPa，抗壓強(qiáng)度 3600MPa ；

剛玉陶瓷材料具有耐高溫、強(qiáng)度大、耐蠕變、絕緣性好、重量輕等優(yōu)良的特性 ,是一種理想的結(jié)構(gòu)陶瓷材料 ,在許多工業(yè)部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 ,作為一種新型的結(jié)構(gòu)陶瓷材料已經(jīng)應(yīng)用于大功率發(fā)電機(jī)的部件、精密的機(jī)械加工部件、電子技術(shù)領(lǐng)域中的部件等新的科技領(lǐng)域 在這些新科技領(lǐng)域中的應(yīng)用 ,對(duì)剛玉陶瓷材料的性能提出了更高的要求 由于剛玉陶瓷材料的脆性 ,使其應(yīng)用范圍受到了限制 為了克服陶瓷材料的脆性 ,提高可靠性 ,其韌化是當(dāng)代陶瓷學(xué)家們所面臨的重要課題之一，對(duì)于陶瓷材料已經(jīng)提出了多種增韌機(jī)理 ,較成熟和應(yīng)用較廣泛的增韌方法有ZrO2 增韌和纖維增韌。目前中國(guó)市場(chǎng)有成功案例，亞德潤(rùn)生產(chǎn)的ZTA采用等靜壓制胚，隧道電阻窯燒制增韌氧化鋁陶瓷，ZTA特種陶瓷。

大家都知道氧化鋁是剛玉，莫式硬度為9，立方氧化鋯的莫式硬度為8.5，但是從工業(yè)陶瓷防磨使用的角度來(lái)看，并非硬度越高越好，還要看陶瓷韌性，硬度和韌性都要高，才能說(shuō)是陶瓷。并不是說(shuō)氧化鋯陶瓷就不如氧化鋁陶瓷，氧化鋯陶瓷在高溫下的晶格相非常穩(wěn)定，還原到常溫下氧化鋯陶瓷晶格就受損。因此常溫下就純氧化鋁和純氧化鋯來(lái)說(shuō)氧化鋁的硬度更高。但是氧化鋁陶瓷是混合體，它是經(jīng)過(guò)人工配料然后干壓成型、燒結(jié)1680℃而成的，并非純純的剛玉。因此要看陶瓷的氧化鋁含量，有的廠(chǎng)家有85%氧化鋁陶瓷，92%氧化鋁陶瓷，95%氧化鋁陶瓷，99%氧化鋁陶瓷等多種陶瓷，亞德潤(rùn)陶瓷在這個(gè)陶瓷行業(yè)研究很深很專(zhuān)業(yè)，生產(chǎn)的耐磨陶瓷洛氏硬度為HRA82-90，斷裂韌性KIC≥7.5Mpa.m1/2，硬度僅次于金剛石。

增韌氧化鋁陶瓷是在氧化鋁的基礎(chǔ)上增加一定的氧化鋯陶瓷配料，韌性介于氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷之間，因?yàn)檠趸喬沾傻膬r(jià)格較高，使用者一次性投入比較大，生產(chǎn)使用朂多的廠(chǎng)家主要是歐美企業(yè)和澳大利亞必和必拓等大集團(tuán)。

而氧化鋯陶瓷在高溫下的晶格穩(wěn)定，一到常溫下晶格相就受損，所以94.4%的氧化鋯在常溫下達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)必須添加5.6%穩(wěn)定劑（稀土等），粉末干壓成型，燒結(jié)1560℃而成，硬度和韌性就會(huì)超過(guò)99%氧化鋁陶瓷，它的抗沖擊性就超過(guò)了99%氧化鋁陶瓷。如果不添加穩(wěn)定劑，陶瓷就容易開(kāi)裂，所以氧化鋯球作為研磨材料，是因?yàn)樗邆溆捕群晚g性都很大的。

所以亞德潤(rùn)陶瓷的特點(diǎn)突出，如下：

1.硬度高，性能優(yōu)異

氧化鋁陶瓷采用95%AL2O3添加多種材料的獨(dú)特配方，氧化鋁95%、 Cr2O31.5%、TiO20.3%、 SiO21.8%、 Fe2O30.2%、 Na2O0.2%、稀土1%。100噸干壓成型，具有密度大、韌性高等特點(diǎn)。經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所檢測(cè)，精城特瓷生產(chǎn)的陶瓷的耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍。

2.韌性強(qiáng)（抗沖擊性能優(yōu)異）

一般公司達(dá)不到，亞德潤(rùn)陶瓷公司生產(chǎn)的陶瓷在配方中引入了與Al2O3晶格很相近的Cr2O3和TiO2，同時(shí)添加了從日本東芝公司引進(jìn)的ZnO晶須，在燒結(jié)過(guò)程中與Al2O3形成固熔體，起到細(xì)化晶粒，促進(jìn)燒結(jié)和提高斷裂韌性的作用，氧化鋁斷裂韌性達(dá)到KIC≥4.8Mpa.m1/2，氧化鋯陶瓷的斷裂韌性KIC≥7.5Mpa.m1/2，同時(shí)，陶瓷下面增加橡膠層彈性好，對(duì)大塊物料的沖擊具有良好的緩沖能力。

關(guān)鍵詞：氧化鋁陶瓷

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