3。1 试样的硬度测试 17

3。2试样断裂韧性测试 17

3。3 试样室温抗弯强度测试 18

3。4 电镜观察显示致密度 19

3。5 结论 23

第四章 结论与展望 25

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

ZTA陶瓷，又被称为氧化锆增韧氧化铝,是通过让氧化锆弥散于氧化铝中，利用氧化锆由四方相向单斜相转变，从而得到材料韧性得到加强的氧化铝陶瓷。由于ZTA陶瓷相较于传统的氧化铝陶瓷有着更良好的力学性质，它在高温下有着良好的机械强度,耐磨和抗氧化能力,并且由于其极低的热导率以及热膨胀系数之比，并且具备良好的抗冲击能力，能够在高温下能够稳定作业，有着传统氧化铝陶瓷不可代替的特点，为越来越来多人选用。

ZTA陶瓷有两张常见的制备方法，第一种是采用热压、热等静压或微波静压制备的。这种情况下制备的ZTA陶瓷性能卓越，但是由于成本较高，往往不为人所采用。第二种就是我们实验中采用的放电等离子烧结（SPS）制备的，其性能同样卓越，但是有着成本较低，且快速、低温、高效的特点，是目前制备ZTA陶瓷最为优越的方法。

本设计通过放电等离子烧结的过程制备ZTA陶瓷，并对其力学、光学等性质进行评测，通过对烧结温度曲线的分析，将ZTA陶瓷的物理性能进行表征，数据化的将其优势体现出来。

1。1放电等离子烧结技术

放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering，简称SPS)技术是近些年来才发展起来的一种新型的快速烧结的技术，源起美国，兴于日本。 由于等离子活化烧结技术将等离子活化、热压、电阻加热三项工序融为一体,因而其升温速度快、烧结时间短、晶粒均匀，并且对于烧结体的细微结构的控制方便，因而获得的材料致密度高、性能好。它的系统烧结成品的速度极快,同时烧结的样品致密度也高,可用来烧结纳米类材料,功能材料,热电材料,永磁材料等,是绝大多数新型材料烧结的有力工具。论文网

放电等离子烧结工艺是将金属等粉末装入石墨等材质制成的模具内，利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于烧结粉末，经放电活化、热塑变形和冷却完成来制取高性能材料的一种新的粉末冶金烧结技术。SPS技术是在粉末颗粒间直接通入脉冲电流进行加热烧结，因此在有的文献中也被称为等离子活化烧结或者等离子辅助烧结。

1。1。1放电等离子烧结的原理、工艺及特点

SPS的烧结机理目前还没有达成较为统一的认识,尤其是导电与非导电粉材料的SPS机制相差甚远。目前由导电粉体的放电等离子烧结定性分析得出结论:压头流出的直流脉冲电流会分成多个流向,经过石墨模具的电流,产生大量热量;经过粉体的电流,会使粉末颗粒之间产生放电反应,从而激发等离子体,随着等离子体密度的增大,高速反向运动的粒子流对颗粒表面产生较大冲击力,使其吸附的气体逸散或氧化膜破碎,从而使表面得到净化和活化,有利于烧结。同时放电也会瞬时产生高达几千度至几万度的局部高温,在晶粒表面引起蒸发和熔化,并在晶粒的接触点形成“烧结颈”,由于是局部发热,热量立即从发热中心传递到晶粒表面和向四周扩散,因此所形成的烧结颈快速冷却,使得的蒸发-凝固传递。通过重复施加开关电压,放电点(局部高温)在压实颗粒间移动而布满整个样品,使得样品均匀地发热和节约能源。