氧化铝陶瓷太脆怎么办？氧化铝陶瓷作为一种重要的工程陶瓷材料，具有硬度高、强度大、成本低、应用广泛的特点。但是氧化铝陶瓷的脆性较大，存在着抗热震性差和断裂韧性低等缺点，尤其是在航空航天、国防军工、汽车发动机等领域，普通氧化铝陶瓷难以满足高温、高压、高速摩擦等特殊的工作环境。

　　通过增韧处理，可以使氧化铝陶瓷在受到外力冲击时，能够更好地吸收和分散能量，减少裂纹的产生和扩展，从而提高材料的韧性和抗冲击性能，降低在使用过程中的破损风险。

　　氧化铝陶瓷基板的增韧方式主要有以下几种：

　　纤维/晶须增韧

　　原理：将陶瓷纤维（晶须）掺入到氧化铝陶瓷基体中，一方面可以使高强度的晶须来分担外加的负荷，另一方面可以利用晶须与陶瓷基体的界面结合用以吸收外力，从而达到改善陶瓷材料脆性的目的。其机理主要是裂纹偏转或分叉、拔出效应和桥联效应。

　　例如：常用的晶须有SiC、Al2O3、ZrO2、SiO2、Si3N4和莫来石等；常用的纤维有碳纤维、SiC纤维等。

　　颗粒弥散相增韧

　　原理：颗粒弥散增韧机理主要有热应力诱导微裂纹增韧、切应力阻碍微裂纹扩展增韧、微裂纹偏转与分支、弱化应力集中增韧以及细化基体晶粒。颗粒弥散增韧与温度无关，可以作为高温增韧机制。

　　在氧化铝材料中加入一定粒度的具有高弹性模量的颗粒（如SiC、TiC、TiN等）可以在材料断裂时促使裂纹发生偏转和分叉，消耗断裂能，从而提高韧性。

　　层状结构增韧

　　原理：受到自然界中贝壳微观结构的启发，采用仿生结构来改善陶瓷材料的脆性，提高其韧性。层状复合陶瓷材料是由多层材料组成，各层的弹性模量、线胀系数不同，进而导致层间产生宏观应力，在表面产生压应力。受到外力作用时，能大限度地吸收应变能力，并且使裂纹沿界面产生反复偏转、拐折，以此达到提高表面性能和整体韧性的目的。

　　相变增韧

　　原理：当氧化铝中加入纯氧化锆（非稳定氧化锆）颗粒形成氧化锆增韧氧化铝陶瓷时，由于亚稳四方t-氧化锆在应力诱发下向单斜m-氧化锆的转变产生3%～5%的体积变化及8%左右的切应变效应，可以抵消外加应力、吸收能量，从而缓和主裂纹尖端的应力集中，可使氧化铝陶瓷韧性显著提高。氧化锆增韧氧化铝陶瓷是比较成功且应用较多的相变增韧材料。

　　自增韧

　　原理：通过引入添加剂或晶种来诱导等轴状Al2O3晶粒异向生长成为如板状、长柱状形貌的晶粒来形成自增韧Al2O3陶瓷。这样可以避免两相不相容以及分布不均匀的缺陷，使强度和韧性都比用外来第二相增韧的同种材料高，从而进一步提高材料的力学性能。采用纳米级的氧化铝粉末制备的陶瓷，合理选择成分及工艺，使一部分氧化铝晶粒在烧结中原位发育成具有较高长径比的柱状晶粒，从而获得晶须的一种增韧机制。

　　协同增韧

　　原理：多种增韧机制相互协同提高氧化铝陶瓷的韧性，在近年来也受到了广泛的关注，它主要包括晶须-相变复合增韧、晶须-颗粒复合增韧、多相颗粒复合增韧等。

　　将氧化锆相变增韧和晶须增韧这两种增韧方式应用到氧化铝陶瓷中，产生十分明显的增韧效果。Al2O3/Ni层状陶瓷，利用Ni的线胀系数约为Al2O3的2倍，Ni层产生应压力，裂纹偏转能力大，所以该材料有较好的韧性。

　　氧化铝陶瓷基板的增韧方式多种多样，每种方式都有其独特的增韧原理和适用场景。（更多资讯请关注氧化铝陶瓷基板公众号哦！）