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摘要
为探索第三组元Y2O3添加对Al2O3/ZrO2共晶陶瓷显微组织与机械性能的影响，本文利用低温度梯度的高温熔凝法制备了直径为20 mm的Al2O3/ZrO2(Y2O3)共晶陶瓷块体，采用SEM、EDS及XRD技术对共晶陶瓷进行微结构分析，并利用维氏压痕法对其硬度和断裂韧性进行测试。SEM结果表明，凝固组织由群集的共晶团结构组成，随着Y2O3添加量的增加，共晶团形态由胞状转变为枝晶状，内部相间距在1～2μm范围内变化。力学测试表明，Y2O3摩尔分数小于1.1%时，由于组织内部存在低硬度m-ZrO2及微裂纹缺陷，故陶瓷硬度较低，约为(9.53±0.22)GPa;当Y2O3摩尔分数为1.1%时，陶瓷硬度最大，约为(18.05±0.27)GPa;当Y2O3的摩尔分数大于1.1%时，由于共晶团边界区内气孔缺陷及粗大组织增多，引起陶瓷硬度值略有下降。低Y2O3摩尔分数添加时，陶瓷断裂韧性相对较高，约为(6.30±0.16)MPa·m1/2,这与其内部存在大量微裂纹缺陷有关；随着Y2O3添加量的增加，陶瓷的微裂纹数量减少、边界区内缺陷增多，断裂韧性降低。
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