四方氧化锆多晶/氧化铝(板晶)复相陶瓷的摩擦磨损性能研究

以表面包裹玻璃涂层的氧化铝微粉、小尺寸样板晶以及钇稳定四方氧化锆(Y-TZP)微粉为原料,在常压下通过样板晶生长制备氧化铝样板晶体积分数为50%的Y-TZP/板状氧化铝复相陶瓷,采用机油为润滑剂对比研究了复相陶瓷和3Y-TZP陶瓷在不同载荷下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察分析试样磨损表面形貌及其相组成.结果表明,在载荷400 N时,3Y-TZP陶瓷出现摩擦系数和磨损率突变.在磨损突变前,3Y-TZP陶瓷的磨损机理为塑性变形、耕犁和微裂纹,在磨损突变后则以微断裂和晶粒拔出为主.复相陶瓷在试验载荷(100~700 N)条件下没有出现磨损突变.与3Y-TZP陶瓷相比,在相同载荷下,复相陶瓷的磨损率较低.这是因为复相陶瓷中的氧化铝板晶在三维空间形成了网络骨架,氧化铝样板晶固有的高弹性模量和高热导率抑制了氧化锆马氏体相变,为摩擦热的散失提供了导热通道.