本實用新型涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種增韌型強抗沖擊的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化鋯陶瓷。

背景技術(shù)：

隨著高科技的發(fā)展，機械、電子、航紅航天、能源等各工業(yè)部門對于材料的耐腐蝕性、耐磨性、高溫性能等提出更高的要求，現(xiàn)有的金屬或者高分子材料往往難以滿足這種高要求。因此具有高強度、高硬度、高彈性模量、熱化學(xué)穩(wěn)定性能好等優(yōu)異性能的陶瓷材料日益受到關(guān)注。但是普通陶瓷材料固有的脆性限制了器優(yōu)良性能的發(fā)揮，實際的應(yīng)用也受到了限制。改善陶瓷材料的脆性，增強陶瓷材料的韌性和強度成為目前陶瓷材料研究的熱點，層狀復(fù)合陶瓷也是近幾年來發(fā)展起來的增強增韌新技術(shù)，模擬珍珠、貝類等的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在普通脆性的陶瓷材料中加入質(zhì)軟的材料達到增韌的目的。

對陶瓷材料的韌性和抗沖擊性的檢驗，通常采用落球沖擊試驗，通常的陶瓷材料所能承受的最大沖擊能量約為0.2J，還不能適應(yīng)某些極為惡劣如超高溫度、溫度變化極為劇烈等的環(huán)境，特別是隨著工業(yè)的發(fā)展，各行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω唔g性的陶瓷材料提出了更高的要求，因此，研究和制備增韌型強抗沖擊的陶瓷材料和陶瓷材料結(jié)構(gòu)具有重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種增韌型強抗沖擊的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化鋯陶瓷。

本實用新型的技術(shù)方案為：一種增韌型強抗沖擊的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化鋯陶瓷，包括復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體，其特征在于：所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體包括普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層，所述普通氧化鋯層與晶須結(jié)合氧化鋯層相互交錯設(shè)置，且復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體的頂層和底層均為普通氧化鋯層；所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體呈對稱結(jié)構(gòu)，各相互對稱的普通氧化鋯層或者晶須結(jié)合氧化鋯層具有相同的厚度。

所述普通氧化鋯層為Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的全穩(wěn)定氧化鋯層。

所述普通氧化鋯層為Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的部分穩(wěn)定氧化鋯層。

所述的晶須結(jié)合氧化鋯層為Al2O3晶須-ZrO2層。

所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體的各晶須結(jié)合氧化鋯層的厚度均相同，具體地所述晶須結(jié)合氧化鋯層的厚度為0.05~0.5mm。

所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體的頂層的普通氧化鋯層和底層的普通氧化鋯層的厚度相同，具體厚度均為0.05~5.0mm。

所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體內(nèi)層的各普通氧化鋯層的厚度相同且內(nèi)層的各普通氧化鋯層厚度為各晶須結(jié)合氧化鋯層厚度的1~10倍。

所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體內(nèi)層的各普通氧化鋯層的厚度大于頂層的普通氧化鋯層或者底層的普通氧化鋯層的厚度。

本實用新型的有益效果為：

本實用新型通過合理設(shè)計層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化鋯陶瓷的普通氧化鋯層與晶須結(jié)合氧化鋯層的分布，使陶瓷材料在落球沖擊試驗中，本實用新型所能承受的最大沖擊能量高達0.4J，韌性和抗沖擊性明顯提高，同時本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可以根據(jù)具體要求設(shè)計普通氧化鋯層與晶須結(jié)合氧化鋯層的層數(shù)和相應(yīng)的厚度，實用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖，

其中，1-普通氧化鋯層、2-晶須結(jié)合氧化鋯層。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步說明：

如圖1和2所示，一種增韌型強抗沖擊的層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)氧化鋯陶瓷，包括復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體，其特征在于：所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體包括普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層，所述的晶須結(jié)合氧化鋯層為Al2O3晶須-ZrO2層；所述普通氧化鋯層與晶須結(jié)合氧化鋯層相互交錯，且所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體的頂層和底層均為普通氧化鋯層。

所述普通氧化鋯層為Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的全穩(wěn)定氧化鋯層。

所述普通氧化鋯層為Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的部分穩(wěn)定氧化鋯層。

所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體呈對稱結(jié)構(gòu)，各相互對稱的普通氧化鋯層或者晶須結(jié)合氧化鋯層具有相同的厚度。

實施例1如圖1所示，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體包括2層普通氧化鋯層和1層晶須結(jié)合氧化鋯層，2層普通氧化鋯層分別設(shè)置于晶須結(jié)合氧化鋯層的頂面和底面；所述晶須結(jié)合氧化鋯層的厚度為0.05~0.5mm；所述2層普通氧化鋯層的厚度相同，厚度為0.05~5.0mm。

實施例2如圖2所示，所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體包括4層普通氧化鋯層和3層晶須結(jié)合氧化鋯層相互交錯設(shè)置形成，其中2層普通氧化鋯層分別設(shè)置在復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體頂層和底層，2層普通氧化鋯層設(shè)置在復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體內(nèi)部；所述3層晶須結(jié)合氧化鋯層厚度均相同，厚度為0.05~0.5mm；復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體頂層和底層的普通氧化鋯層的厚度相同，厚度為0.05~5.0mm；所述復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體內(nèi)層的普通氧化鋯層的厚度均相同，厚度為晶須結(jié)合氧化鋯層厚度的1-10倍。

本實用新型增韌的原理是，普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層相互交錯設(shè)置，在普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層之間形成弱結(jié)合界面，復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體受載荷作用后，當裂紋達到與普通氧化鋯層中的臨界裂紋相同的應(yīng)力強度時，裂紋開始擴展；當裂紋到達一個普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層之間的弱結(jié)合界面時，在荷載作用下弱結(jié)合界面上就會形成微裂紋，并且微裂紋將沿著弱界面發(fā)生偏轉(zhuǎn)或分層，增大裂紋擴展路徑,讓能量在裂紋擴展過程中釋放,達到材料增韌的效果。

本實用新型不僅采用普通氧化鋯層和晶須結(jié)合氧化鋯層相互交錯設(shè)置，同時創(chuàng)新將復(fù)合結(jié)構(gòu)陶瓷本體設(shè)計成對稱結(jié)構(gòu)，進一步增強了材料的韌性和強度。經(jīng)研究本實用新型在落球沖擊試驗中，所能承受的最大沖擊能量高達0.4J，韌性和抗沖擊性明顯提高，同時本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可以根據(jù)具體要求設(shè)計普通氧化鋯層與晶須結(jié)合氧化鋯層的層數(shù)和相應(yīng)的厚度，實用性強。

上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理和最佳實施例，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。