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YoTZp基纳米复相陶瓷是极具应用前景的高温结构陶瓷材料之一,但对其摩擦学的研究鲜有报道。本论文遵循纳米化、复合化和原位生成的原则,制备并研究了Y-TZP基纳米复相陶瓷的超塑性行为、力学性能和摩擦学性能。研究结果表明:
①用沉淀法可以制备大批量晶粒尺寸细小、成份均匀、无杂质的高质量ZrO2(3Y)基纳米复合粉体,晶粒尺寸可以在5~100 nm范围内精确控制。
②首次使用凝胶注模干压成型工艺制备了平均晶粒尺寸为80nm的Y-TZP纳米陶瓷。
③在无压烧结时,添加CuO可使ZrO2(3Y)的致密化温度降低200~300℃,在900℃烧结可以获得致密度高达96.4%的Y-TZP/CuO纳米陶瓷。
④用凝胶注模方法和超塑性加工可以实现对Y-TZP/Al2O3纳米复相陶瓷的近净成型,扩大了材料的应用范围。
⑤采用热压烧结方法制备了晶粒可控的Y-TZP/Al2O3纳米复相陶瓷,纳米复相陶瓷的硬度和超塑性与晶粒尺寸间存在明显的尺寸效应,晶粒尺寸对材料耐磨性能的影响主要和相应的磨损程度有关。
⑥Y-TZP/Al2O3/Mo纳米复相陶瓷中存在由晶内型、晶界型和纳米.纳米型组成的混合型结构,使材料具有非常高的断裂韧性,高温摩擦时生成的润滑性氧化膜使材料具有较低的摩擦系数,作为结构材料在高技术领域显示出巨大的应用前景和价值。