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目录 1

第1章氧化锆陶瓷概述 1

1.1 氧化锆陶瓷的类型、性能、特点及应用 1

1.1.1 氧化锆增韧陶瓷 7

1.1.2部分稳定氧化锆 8

1.1.3 四方氧化锆多晶体 9

1.1.4 氧化锆超塑性陶瓷 9

1.1.5氧化锆传感器 10

1.1.6 氧化锆高温发热体 11

1.1.7 氧化锆离子导电材料 12

1.1.8 ZrO2及Zr(HPO4)2生物陶瓷 12

1.1.9 氧化锆压电衬槽 12

1.2 氧化锆陶瓷的组成与性能的关系 13

1.2.1 氧化锆添加量对复合体基体的力学性能有显著影响 13

1.2.2 ZrO2增韧陶瓷微观结构与断裂行为的关系 14

1.3 氧化锆陶瓷的发展趋势及存在问题 15

1.3.1 Y-TZP陶瓷的缺陷 15

1.3.2 改进措施 20

1.3.3氧化锆陶瓷的应用及发展趋势 22

参考文献 32

第2章氧化锆陶瓷材料的结构与性能 37

2.1 晶体结构 37

2.2 晶体结合类型 39

2.2.1 晶体的结合能 40

2.2.2 陶瓷晶体结合的基本类型及特性 42

2.3 晶体的负电性 45

2.4氧化锆陶瓷 46

2.4.1 单晶ZrO2的晶体结构、多型体 46

2.4.2 氧化锆陶瓷的性能和应用 48

参考文献 49

3.1 提炼氧化锆的方法 50

3.1.1 氯化和热分解法 50

3.1.2碱金属氧化物分解法 50

3.1.3石灰熔融法 50

第3章氧化锆陶瓷制备工艺 50

3.1.4等离子弧法 51

3.1.5 沉淀法 51

3.1.6 胶体法 52

3.1.7 水解法 53

3.1.8喷雾热分解法 54

3.2氧化锆陶瓷的粉料加工 55

3.2.1 氧化锆微细粉末的制备方法 57

3.2.2微粉的干燥 67

3.3氧化锆陶瓷的成型 69

3.4.1 烧结初期的动力学特征 72

3.4 氧化锆陶瓷的高温烧结过程中的热力学和动力学问题 72

3.4.2纳米陶瓷烧结特点 83

3.4.3 氧化锆的烧结工艺 87

3.5 氧化锆陶瓷的抗热震性及低温老化现象 89

3.5.1 氧化锆的抗热震性 89

3.5.2 氧化锆陶瓷的低温老化现象 93

3.6 氧化锆陶瓷的烧结体材料加工 97

3.7材料专家系统设计 103

参考文献 105

第4章氧化锆陶瓷复合材料 108

4.1 氧化锆陶瓷复合材料的研究现状与发展趋势 108

4.1.1 陶瓷材料的研究现状 108

4.1.2 复合陶瓷的发展 108

4.1.3 材料的剪裁与设计 109

4.1.4纳米陶瓷 110

4.1.5 陶瓷基复合材料的强韧化研究 112

4.1.6 陶瓷及其复合材料发展趋势 115

4.1.7金属间化合物／陶瓷基复合材料 118

4.1.8 对金属间化合物／陶瓷复合材料（I/CMC）发展趋势的几点认识 120

4.2 氧化锆陶瓷复合材料的研究方法 121

4.2.1 材料性能预测与设计 121

4.2.2 复合材料的相容性分析 125

4.2.3 复合材料的制备与性能研究方法 126

4.3 氧化锆／氧化铝陶瓷复合材料 128

4.4氧化锆／碳化硅陶瓷复合材料 134

4.5 氧化锆／氮化硅陶瓷复合材料 137

4.6 氧化锆／碳化钛陶瓷复合材料 139

4.7氧化锆／二硅化钼陶瓷复合材料 140

4.8 氧化锆增韧补强羟基磷灰石生物陶瓷复合材料 142

4.9 氧化锆增韧莫来石陶瓷复合材料 143

参考文献 146

第5章铁铝金属间化合物氧化锆陶瓷复合材料 149

5.1 复合材料的化学相容性与理论设计 149

5.1.1 Fe-Al金属间化合物的结构特点 149

5.1.2 Fe-Al金属间化合物用做陶瓷材料增韧相的可能性 150

5.1.3 Fe-Al金属间化合物的性能 152

5.1.4 Fe3Al/ZrO2陶瓷复合材料的化学相容性预测 159

5.2 Fe3Al的机械合金化合成制备 169

5.2.1 MA过程中Fe-28Al粉体的形貌与结构 170

5.2.2球磨过程的显微硬度 175

5.2.3 低温退火过程中的有序转变 177

5.2.4 热压烧结Fe3Al块体材料的微观结构与力学 182

性能 182

5.3 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料致密化过程 188

5.3.1原料和烧结 189

5.3.2 热压烧结致密化过程晶粒生长分析 191

5.3.3 晶粒生长与相对密度的相互关系的分析 195

5.3.4 热压过程的变形行为 197

5.4 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的力学性能及微观结构 203

5.4.1 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的力学性能 205

5.4.2 复合材料的断裂模式 208

5.4.3 复合材料的微观结构特点 209

5.4.4 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的界面结构 220

5.5 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的增韧机制 229

5.5.1试样制备与测试 230

5.5.2 R曲线的测定原理 231

5.5.3 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的增韧机理分析 233

5.5.4 R曲线 235

5.5.5 相变增韧和桥联增韧对韧性的贡献 237

5.5.6 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料中闭合应力的计算 241

5.5.7 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料中残余应力对韧性 244

的贡献 244

5.5.8 “晶内型”ZrO2、Al2O3颗粒对Fe3Al的弥散 248

强化 248

5.6 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的抗热震性能 253

5.6.1 复合材料的抗热震性能 255

5.6.2 ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料的抗热震参数的 256

评定 256

5.6.3 R曲线行为对材料抗热震性能的影响 257

5.6.4 压痕－淬冷法表征ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材 259

料的抗热震性能 259

5.6.5 用压痕－淬冷法表征抗热震性能的几点讨论 262

附录 267

参考文献 268