如何提高氧化鋯陶瓷的韌性？

1. 纖維增韌

• 原理：在氧化鋯陶瓷基體中引入纖維，當陶瓷基體產生裂紋時，纖維可以橋接裂紋面，阻止裂紋的進一步擴展。纖維還可以通過拔出機制消耗能量，從而提高陶瓷的韌性。

• 方法：首先要選擇與氧化鋯陶瓷具有良好化學相容性和熱膨脹匹配性的纖維。然后通過合適的成型工藝將纖維均勻地分散在氧化鋯陶瓷基體中。例如，在制備氧化鋯陶瓷刀具時，可以將碳化硅纖維加入到氧化鋯陶瓷粉末中，經過混合、成型和燒結等工藝，得到纖維增韌的氧化鋯陶瓷刀具，提高其在切削過程中的抗崩刃能力。

2. 顆粒彌散增韌

• 原理：在氧化鋯陶瓷中彌散分布第二相顆粒。當裂紋擴展遇到這些硬顆粒時，裂紋會發生偏轉，增加裂紋擴展的路徑長度，從而消耗更多的能量，提高陶瓷的韌性。

• 方法：通過機械混合、化學共沉淀等方法將第二相顆粒均勻地分散在氧化鋯陶瓷粉末中。在燒結過程中，要確保第二相顆粒與氧化鋯基體之間有良好的結合界面。例如，采用化學共沉淀法制備含有 TiC 顆粒的氧化鋯陶瓷粉末，然后進行無壓燒結，得到顆粒彌散增韌的氧化鋯陶瓷，可用于制造耐磨部件。

表面處理

1. 表面涂層

• 原理：在氧化鋯陶瓷表面涂覆一層韌性較好的材料，當陶瓷受到外力沖擊時，表面涂層可以首先承受部分應力，通過涂層的變形、開裂等過程消耗能量，從而保護陶瓷基體，提高整體的韌性表現。

• 方法：可以采用物**相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）等方法制備金屬涂層，如在氧化鋯陶瓷表面制備一層鈦涂層。對于高分子涂層，可以采用浸涂、噴涂等方法，例如在氧化鋯陶瓷假牙表面涂覆一層醫用高分子涂層，提高其在口腔環境中的抗沖擊能力。

2. 表面壓應力引入

• 原理：通過表面處理手段在氧化鋯陶瓷表面引入壓應力層。當陶瓷受到外部拉應力時，表面的壓應力可以部分抵消拉應力，抑制裂紋的產生和擴展，從而提高韌性。

• 方法：噴丸處理是利用高速彈丸撞擊陶瓷表面，使表面產生塑性變形，從而引入壓應力。離子注入則是將特定的離子注入到陶瓷表面，改變表面的結構和應力狀態。例如，通過離子注入氮離子到氧化鋯陶瓷表面，可以提高其表面硬度和韌性。