正航儀器設(shè)備有限公司從本周起，開(kāi)始了長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)，本文以ZrO2粉和Ni粉為原料，采用真空熱壓燒結(jié)法制備了ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料，分別采用XRD、SEM等分析手段和三點(diǎn)彎曲等力學(xué)方法對(duì)ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料的顯微組織和力學(xué)性能進(jìn)行了分析和測(cè)定，主要研究成果如下：
制備ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料的較優(yōu)工藝為：在真空氣氛、壓力25MPa、燒結(jié)溫度1200℃下保溫1h。在此工藝條件下制備的ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料內(nèi)部各層之間結(jié)合緊密，且有較好的力學(xué)性能，其致密度、斷裂韌性與抗彎強(qiáng)度均達(dá)到，分別為98.36%、11.7MPa·m1/2和970.40MPa。ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料的顯微硬度從純Ni層到純ZrO2層之間是呈梯度變化的，在純Ni層到純ZrO2層之間由于成分呈梯度變化，使材料的顯微硬度在材料內(nèi)部沒(méi)有發(fā)生突變。

XRD分析結(jié)果表明，ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料在燒結(jié)過(guò)程中未形成ZrO2和Ni的化合物；SEM能譜線分析表明，燒結(jié)過(guò)程中ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料各層的界面有擴(kuò)散層形成?？篃嵴鹪囼?yàn)結(jié)果表明，熱震后1200℃燒結(jié)的試樣抗彎強(qiáng)度，達(dá)到270.27MPa，是其抗熱震前抗彎強(qiáng)度的28%，說(shuō)明燒結(jié)溫度為1200℃時(shí)制得試樣的力學(xué)性能和抗熱震性能均非常優(yōu)異。
ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料由于內(nèi)部成分的梯度變化，緩和了材料內(nèi)部應(yīng)力，層與層之間的界面結(jié)合較為緊密，在多次熱循環(huán)后，沒(méi)有出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。斷口的SEM觀察發(fā)現(xiàn)，ZrO2/Ni梯度復(fù)合材料內(nèi)部各層之間結(jié)合緊密，斷裂方式為ZrO2脆性斷裂和Ni韌性斷裂的混合斷裂方式?？篃嵴鹪囼?yàn)后材料的斷裂方式?jīng)]有發(fā)生變化，因?yàn)樵嚇觾?nèi)部存在熱應(yīng)力，在受到外力作用時(shí)內(nèi)部裂紋極易擴(kuò)展，Ni層韌窩含量減少，ZrO2含量高的各層斷口更為平坦。http://m.byssn.cn