亚稳态纳米晶氧化锆片状粉体的制备及冷烧结

摘要：

冷烧结技术自引入以来已有多种陶瓷材料获得了成功制备,但作为重要结构陶瓷的氧化锆其冷烧结致密度仍然偏低.为了提高冷烧结氧化锆陶瓷的致密度,采用亚稳态的纳米晶氧化锆片状粉体进行了研究.首先利用氧化石墨烯为模板,以三(羟甲基)氨基甲烷为沉淀剂制备了含 56%四方相的片状氧化锆.然后,从烧结助剂、温度、压力、液相掺量 4 个因素出发探索了对氧化锆致密度以及微观结构的影响.结果表明:在HCl作为烧结助剂、300℃、500 MPa、液相掺量为20%(质量分数)的冷烧结工艺条件下,实现了约70%的致密度,远高于目前冷烧结氧化锆致密度的报道值.致密度的提升主要得益于烧结中亚稳态氧化锆的相变以及助剂对片状粉体的颗粒重排和溶解-沉淀作用.此外,孔隙率的降低使得冷烧结氧化锆陶瓷的杨氏模量和抗弯强度分别达到了24 GPa和20 MPa.

关键词：氧化锆陶瓷、冷烧结、致密度、烧结助剂、相变

所属期刊栏目：51

分类号：TQ174.1

资助基金：国家自然科学基金52122203

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1819-1826