编号：FTJS107378
篇名： 利用t-ZrO--2分散特性的优化制备高强韧高导热ZTA陶瓷
作者： 聂光临1,2；刘磊仁3；刘一军1,2；左飞3；汪庆刚1,2；吴洋1,2；黄玲艳1,2；包亦望4
关键词： 氧化锆增韧氧化铝陶瓷; 分散均匀性; 微观结构; 强韧化; 弯曲强度; 断裂韧性; 热导率;
机构：1.蒙娜丽莎集团股份有限公司2.广东省大尺寸陶瓷薄板企业重点实验室3.广东工业大学机电工程学院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
摘要： 力学与热学性能的同步提升有利于增强氧化锆增韧氧化铝（ZTA）陶瓷基板的服役安全性与可靠性。本工作利用非水基沉淀包覆工艺（CP）提升t-ZrO2在ZTA陶瓷中的分散均匀性，探究了t-ZrO2分散特性对ZTA陶瓷微观结构、物相组成、残余应力分布、断面三维形貌、力学与热学性能的影响规律。结果表明：t-ZrO2分散特性的优化有利于细化和均匀化ZTA陶瓷的微观结构、增大Al2O3晶界的残余压应力、增强t-ZrO2颗粒的相变活性、延长裂纹扩展路径。基于此，可实现细晶强化、相变强化、残余应力强化以及裂纹偏转增韧的协同作用，继而可大幅度提升ZTA陶瓷的强韧性与可靠性。而且，t-ZrO2分散特性的优化可促进孤立t-ZrO2相的形成，有利于弱化细晶及低导热第二相对ZTA陶瓷热导率的劣化作用，继而提升了ZTA陶瓷的热导率。同时，利用CP工艺成功制得力学-热学综合性能优异的ZTA陶瓷，其弯曲强度、断裂韧性、热导率、Weibull模量分别可达（669.11±42.35）MPa、（7.02±0.38）MPa·m1/2、（29.81±0.28）W·m-1·K-1、18.62，表明t-ZrO2分散特性的优化对制备高强韧高可靠性高导热ZTA陶瓷至关重要。