Al2O3-SiC-YAG新型复相纳米陶瓷材料制作、组织与性能

本项目系统研究了湿化学法制备α-Al2O3和YAG纳米粉体的工艺过程及Al2O3-SiC、Al2O3-SiC-YAG纳米陶瓷复合材料的制备、力学性能及强化机理。分别研制出颗粒尺寸为10nm、尺寸分布范围窄、无夏团聚的α-Al2O3纳米粉和YAG纳米粉。纳米粉的烧结致密化温度比亚微米的粉体低200℃以上。α-Al2O3制品的平均三点弯曲强度为700MPa，断裂韧性为4.7MPam（1/2）。YAG粉体经适当烧结可获得透明多晶体。采用热压方法制备出Al2O3-SiC和Al2O3-SiC-YAG纳米复相陶瓷材料。复合材料的最高三点弯曲强度可达1100MPa，韧性和硬度也明显高于α-Al2O3陶瓷。首次提出了晶内纳米颗粒热膨胀失配强化模型，该模型合理解释了SiC颗粒造成的材料的断裂方式由沿晶变为穿晶，以及SiC含量在5vol%时强度达到最大等现象。