氧化锆陶瓷尺寸对性能有什么影响-金工精密

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由于陶瓷材料具备高硬度、高强度、抗腐蚀、耐磨损等优点，在微成型领域，陶瓷材料得到越来越多的应用，通常材料的性能与其尺寸有关，特别是当零件尺寸减小到一定程度(如亚微米级)，材料会出现尺寸效应，本文通过测试研究不同厚度陶瓷片烧结后的强度探讨尺寸对性能的影响，下面就来为大家进行介绍。

实验测得，烧结后6种样品的长度均为39.2 mm，宽度均为4.7 mm，样品在长度和宽度方向的收缩率大致相同，为21.6%左右，厚度依次为92 μm、191 μm、289 μm、378 μm、474 μm、568 μm。
图1为几种不同厚度样品弯曲实验应力和变形量曲线。从图中可以看出，厚度从568 μm减小至474 μm时，试样应力应变曲线基本无变化，随着试样厚度的进一步减小，其曲线的斜率增大，而且，样品厚度越薄曲线斜率增加越多，也即样品的模量随着厚度的减小而增大。在外部条件相同的情况下，陶瓷材料模量的增加主要是由内部气孔率的降低导致，表明试验中样品随着厚度的减小，内部气孔率降低。
图2所示是不同厚度的氧化锆陶瓷试样对应的三点弯曲强度和密度关系图。从图中可以看出，当样品厚度从568 μm减小至474 μm时，在一定的误差范围内，样品弯曲强度基本不变化，均为540 MPa左右。
当样品厚度从474 μm减小至378 μm的过程中，样品的三点弯曲强度增大，为630 MPa左右。随着样品厚度继续减小，从378 μm变为289 μm时，样品的三点弯曲强度出现明显的增大现象，达到780 MPa左右。随着样品厚度的进一步减小，样品的三点弯曲强度持续增大,当最小厚度92 μm时，样品的三点弯曲强度最高可达988 MPa。
从图2中还可以看出，6种样品的密度值均接近理论密度。在样品厚度从568 μm减小到474 μm的过程中，样品的密度无明显变化，在样品厚度从474 μm减小到92 μm的过程中，密度值出现微小的增大。样品气孔率与厚度的关系如表1，随着样品厚度的减小，烧结时气孔更容易排出，内部气孔率减小，样品烧结更加致密，导致弯曲强度增大。
图1 不同厚度样品的弯曲应力和变形量的关系

图2 不同厚度的样品对应的弯曲强度和密度s
通过对6种厚度尺寸不同且在微米级别的3YSZ陶瓷片三点弯曲强度的测量，发现当厚度降低到一定尺寸以后，样品的弯曲强度随着厚度尺寸的减小而增大，氧化锆陶瓷的弯曲强度表现出明显的尺寸效应。对样品进行密度测量和显微结构分析，发现随着样品厚度减小到一定尺寸，烧结密度增大，内部缺陷含量减少。内部缺陷含量的减少是导致氧化锆陶瓷弯曲强度的尺寸效应的原因。
以上就是金工精密氧化锆陶瓷厂家为大家分享的有关氧化锆陶瓷尺寸对性能有什么影响的分析，希望可以给大家提供参考。
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