王 玲¹，颜 进²，高朋召¹，谢志勇³，许 涛³，高 波²，肖汉宁¹
(1. 湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082；2. 湖南中泰特种装备有限责任公司，湖南 临澧 415211；3. 合肥水泥研究设计院有限公司，安徽 合肥 230051)

摘 要：本文探讨了3Y-ZrO₂ 添加量及烧结温度对Al₂O₃ 陶瓷组成、微观结构、力学和防弹性能的影响。结果表明，随烧结温度的升高，添加3Y-ZrO₂ 的Al₂O₃ 陶瓷的体积密度先增加后降低，表观气孔率的变化趋势相反，1550 ℃时，试样具有最高的体积密度和最低的气孔率，添加相通过钉扎作用促进Al₂O₃ 晶粒的细化，提高基体的烧结活性；添加后Al₂O₃ 陶瓷中主要包含-Al₂O₃ 及少量的Tetragonal 和Monoclinic ZrO₂，随3Y-ZrO₂ 添加量增加，其在Al₂O₃ 中的分散均匀性先增加，后降低，当添加量为1.5%时，分散性最佳；当烧结温度从1450 ℃增加到1650 ℃时，试样的弯曲强度、维氏硬度和断裂韧性均先升高后降低，4#试样在1550 ℃具有最佳的力学性能，其弯曲强度为345.03 MPa、断裂韧性3.87 MPam^1/2，维氏硬度为1572.8 MPa，优异的性能得益于3Y-ZrO₂ 在Al₂O₃ 陶瓷中的均匀分布以及裂纹扩展时发生的T-M 相变增韧。当Al₂O₃ 陶瓷的主要参数(包括：密度、弯曲强度、硬度和断裂韧性和厚度)的数值乘积大于 4.49×10⁷ 时，陶瓷片的防弹性能满足五级防护要求。
关键词：Al₂O₃ 陶瓷；微观结构；力学性能；防弹性能；力学判据