基于梯度结构的Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)陶瓷刀具材料的制备及其力学性能研究

作者：周后明; 陈皓月; 李神贵

来源：中国机械工程, 2022, 1-13.

• 陶瓷刀具材料
• 梯度结构
• 残余压应力
• 混合断裂
• 力学性能

采用真空热压烧结方式制备了Al2O3/ZrO2梯度复合陶瓷刀具材料，并对ZrO2含量及梯度结构层厚比进行了优化。层厚比为2.0的AZE20梯度复合陶瓷刀具材料维氏硬度18.7±0.33GPa、抗弯强度937±28.5MPa和断裂韧性8.2±0.32MPa·m1/2；相比最佳ZrO2含量的均质复合陶瓷刀具材料AZ20，维氏硬度、抗弯强度和断裂韧性分别增加了22%、37.8%和43.8%。梯度结构的设计使表层形成残余压应力，晶粒得到一定程度的细化，更多的ZrO2晶粒因残余压应力尺寸稳定在t相ZrO2晶粒尺寸。在观测复合材料断口形貌中发现，其断裂方式为表层的穿晶断裂和中间层沿晶断裂的结合，这种混合断裂方式使整体力学性能得到提高。

• 单位
  湘潭大学