理论教育 烧结温度对Al2O3-TiC陶瓷材料微观结构的影响

烧结温度对Al2O3-TiC陶瓷材料微观结构的影响

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-13所示为TiC质量分数为30%时,在四种烧结温度下Al2O3-TiC陶瓷试样的截面微观形貌。当烧结温度为1550℃时,材料内部气孔有所减少,晶粒逐渐长大,组织的致密度提高。图4-13不同烧结温度下试样的截面形貌图由图4-14可知,在烧结温度为1500℃时,表面压痕的裂纹基本沿直线延伸,主要断裂形式表现为沿晶断裂,伴有少量的穿晶断裂。在烧结温度为1650℃时,在表面压痕的一角出现了两条裂纹,裂纹的产生也同时消耗了能量,这也是材料断裂韧性提高的原因。

烧结温度对Al2O3-TiC陶瓷材料微观结构的影响

由材料的微观组织结构能看出它的致密性、断裂形式及其颗粒大小等微观组织特征。

图4-13所示为TiC质量分数为30%时,在四种烧结温度下Al2O3-TiC陶瓷试样的截面微观形貌。图4-14所示为TiC质量分数为30%时,在四种烧结温度下Al2O3-TiC陶瓷试样的表面压痕裂纹形貌图。

由图4-13可知,在烧结温度为1500℃时,材料内部有明显的气孔产生,晶粒成长的较小,没有完全长大,组织致密度较低,各相间晶界较为明显。当烧结温度为1550℃时,材料内部气孔有所减少,晶粒逐渐长大,组织的致密度提高。而当烧结温度提高到1600℃时,材料内部形成的气孔较1500℃时明显变少,各晶粒长大并均匀分布,晶界变少,组织的致密度较高。而当烧结温度为1650℃时,有些晶粒长大的较为明显。

图4-13 不同烧结温度下试样的截面形貌图(TiC质量分数为30%)(www.daowen.com)

由图4-14可知,在烧结温度为1500℃时,表面压痕的裂纹基本沿直线延伸,主要断裂形式表现为沿晶断裂,伴有少量的穿晶断裂。说明所制得的材料,其断裂韧性值较低,受到外界压力时,各相间结合不够紧密。在烧结温度为1550℃时,裂纹的偏转仍沿直线的形式,但是有明显的穿晶断裂现象出现,部分区域裂纹的扩展为曲线形。这说明材料内部各相结合较为紧密,键联较多,当受到外界压力时,破坏结合相所需的能量较大。在烧结温度为1600℃时,穿晶断裂和桥连现象是裂纹的主要断裂形式,并伴有部分的沿晶断裂。桥连现象的产生是因为,裂纹在前进过程中受到某硬质颗粒的阻挡,需要从这些颗粒的底部绕行,然后重回材料表面继续延伸扩展,此过程需要消耗的能量会更多,从而对提高材料的断裂韧性有帮助。在烧结温度为1650℃时,在表面压痕的一角出现了两条裂纹,裂纹的产生也同时消耗了能量,这也是材料断裂韧性提高的原因。

图4-14 不同烧结温度下表面压痕的裂纹形貌图

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