聂光临 1, 2, 3,刘磊仁 2,刘一军 3,左飞 2,包亦望 4,饶平根 1,伍尚华 2
(1. 华南理工大学 材料科学与工程学院,广东 广州 510641;2. 广东工业大学,机电工程学院,广东 广州510006;3. 蒙娜丽莎集团股份有限公司 博士后科研工作站,广东 佛山 528211;4. 中国建筑材料科学研究总院有限公司 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024)
摘 要:以 ZrOCl2·8H2O 和 Y(NO3)3·6H2O 为 t-ZrO2 的前驱体、二乙胺为沉淀剂、Al2O3 粉体为原料,采用非水基沉淀覆膜(CP)技术制备了 Al2O3@t-ZrO2 复合陶瓷粉体。t-ZrO2 前驱体的沉淀覆膜行为的研究结果表明,利用Zr 4+ 、Y 3 +与乙二胺的络合反应,通过异质形核机制,可在非水基环境下于 Al2O3 陶瓷粉体表面引入 Zr/Y-胺络合物沉淀;且经 1000 ℃热处理,Zr/Y-胺络合物沉淀可转变为 t-ZrO2,继而制得 Al2O3@t-ZrO2 复合粉体。TEM 和 XPS 测试结果证明,CP 技术可实现 t-ZrO2 在 Al2O3 粉体表面的成功包覆,且包覆层由大量的 t-ZrO2 纳米粒子(平均粒径≈ 22 nm)所组成。分别利用传统球磨(BM)技术与 CP 工艺,经干压成型、无压烧结制得 ZTA(4 vol.% ZrO2)陶瓷;ZTA 陶瓷的微观结构与力学性能测试结果表明,CP 可优化 t-ZrO2 在 Al2O3 基体中的分散均匀性,继而可提升 ZTA 陶瓷的弯曲强度与断裂韧性。
关键词:沉淀覆膜技术;复合陶瓷粉体;ZTA 陶瓷;包覆层;微观结构