1. 致密化和气孔率
致密化:较高的升温速率可能导致材料内部温度不均匀,影响致密化过程。较低的升温速率有助于材料均匀加热,促进致密化,提高材料的密度。
气孔率:快速升温可能导致材料内部气体无法及时排出,形成气孔。较低的升温速率有利于气体排出,减少气孔率,从而提高材料的力学性能。
2. 晶粒尺寸和均匀性
晶粒尺寸:快速升温可能导致晶粒生长不均匀,出现较大和较小晶粒共存的情况。较低的升温速率有助于形成较均匀的晶粒尺寸,从而提高材料的力学性能。
晶粒均匀性:较低的升温速率有助于晶粒均匀生长,减少晶界缺陷,提高材料的强度和韧性。
3. 相变
相变行为:快速升温可能导致四方相(t相)氧化锆中出现少量的单斜晶相(m相),这会影响材料的力学性能。较低的升温速率有助于保持四方相的稳定性,从而优化相变增韧效果。
4. 力学性能
强度和韧性:较低的升温速率通常能提高材料的三点挠曲强度、维氏硬度和断裂韧性。例如,在200℃/h的升温速率下烧结的氧化锆陶瓷具有力学性能。
性能下降趋势:随着升温速率的增加,氧化锆陶瓷的力学性能(如三点挠曲强度、维氏硬度和断裂韧性)通常会下降。
5. 透光性
透光性:较低的升温速率有助于提高氧化锆陶瓷的透光性。快速升温可能导致材料内部结构不均匀,影响透光性。
6. 热应力和裂纹
热应力:快速升温可能导致材料内部热应力增加,从而增加裂纹形成的风险。较低的升温速率有助于减少热应力,避免裂纹的产生。
综上所述,升温速率对氧化锆陶瓷的性能有影响。为了获得好的材料性能,建议采用较低的升温速率进行烧结,以确保材料的致密化、均匀的晶粒尺寸、稳定的相变以及力学和光学性能。(更多资讯请关注先进材料应用公众号哦!)