高韌性產品氧化鋯陶瓷件

氧化鋯陶瓷件前已經廣泛應用于一些高科技領域，如用來制造汽車、飛機、快艇的發動機和其他重要零部件。陶瓷是用物理化學方法制造出來的最早的人造材料。然而，陶瓷的脆性一直是它的致命弱點。如果能夠克服這個弱點，再加上它原有的耐磨、耐高溫、耐腐蝕等非常有價值的性能，那么陶瓷材料的前途將遠遠超過現代的優質合金。可喜的是，經過科學家的不懈努力，終于研制出高韌性的氧化鋯陶瓷件。

首先，從改善氧化鋯陶瓷件內部結構著手。研究表明，在陶瓷的原料中添加少量的氧化釔、氧化鎂、氧化鈣等粉末，經高溫煉制成氧化鋯陶瓷件后，其中的氧化鋯便生成兩種晶體：立方晶體和四方晶體。當氧化鋯陶瓷件受到外力作用時，四方晶體便變成一種單斜晶體，體積迅速“膨脹”。由于晶體的體積急速增大，進而可阻止氧化鋯陶瓷件中原先存在的細微裂紋的擴展，陶瓷就不會破裂了。有人在氧化鋁坯料中加入二氧化鋯，當加入量為基體體積的15%時，氧化鋯陶瓷件的硬度可以提高3倍。

其次，將纖維均勻地分布于陶瓷的原料中，以提高氧化鋯陶瓷件的強度和韌性，其原理與我們在石灰中加入紙筋相類似。這是因為，將纖維加入氧化鋯陶瓷件原料中，具有以下三大作用：纖維不易拉斷，在工作時可承擔大部分外加負荷，減輕氧化鋯陶瓷件的負擔，使裂紋不易產生；纖維與陶瓷體結合在一起后，具有很大的摩擦力，于是，氧化鋯陶瓷件的韌性可以大大增加；即使陶瓷出現了細微裂紋，纖維也能將它們緊緊拉住，使裂紋不至于進一步擴展開來。

第三，還在改善氧化鋯陶瓷件表面狀態方面下功夫。一般來說，氧化鋯陶瓷件的斷裂大都從表面開始，因此，改善氧化鋯陶瓷件表面狀態就猶如為防止陶瓷的破損設下了一道屏障。具體方法為：通過化學和機械拋光技術消除陶瓷的表面缺陷；對氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通過控制表面氧化技術，就可消除表面缺陷或使裂紋尖端變鈍；通過熱處理也可達到表面強化或增韌的目的。

經過特殊加工的氧化鋯陶瓷件，再也不是那種碰不得、摔不起的“瓷娃娃”了，即使把它丟在水泥地上也毫無損傷。這種打不碎的氧化鋯陶瓷件，前已經廣泛應用于一些高科技領域，如用來制造汽車、飛機、快艇的發動機和其他重要零部件。目氧化鋯陶瓷件材料無疑將有廣闊的發展前景。