一种增韧型强抗冲击的层状复合结构氧化锆陶瓷的制作方法

本实用新型涉及陶瓷材料技术领域，具体是一种增韧型强抗冲击的层状复合结构氧化锆陶瓷。

背景技术：

随着高科技的发展，机械、电子、航红航天、能源等各工业部门对于材料的耐腐蚀性、耐磨性、高温性能等提出更高的要求，现有的金属或者高分子材料往往难以满足这种高要求。因此具有高强度、高硬度、高弹性模量、热化学稳定性能好等优异性能的陶瓷材料日益受到关注。但是普通陶瓷材料固有的脆性限制了器优良性能的发挥，实际的应用也受到了限制。改善陶瓷材料的脆性，增强陶瓷材料的韧性和强度成为目前陶瓷材料研究的热点，层状复合陶瓷也是近几年来发展起来的增强增韧新技术，模拟珍珠、贝类等的复合结构，在普通脆性的陶瓷材料中加入质软的材料达到增韧的目的。

对陶瓷材料的韧性和抗冲击性的检验，通常采用落球冲击试验，通常的陶瓷材料所能承受的最大冲击能量约为0.2J，还不能适应某些极为恶劣如超高温度、温度变化极为剧烈等的环境，特别是随着工业的发展，各行业应用领域对高韧性的陶瓷材料提出了更高的要求，因此，研究和制备增韧型强抗冲击的陶瓷材料和陶瓷材料结构具有重要的意义。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种增韧型强抗冲击的层状复合结构氧化锆陶瓷。

本实用新型的技术方案为：一种增韧型强抗冲击的层状复合结构氧化锆陶瓷，包括复合结构陶瓷本体，其特征在于：所述复合结构陶瓷本体包括普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层，所述普通氧化锆层与晶须结合氧化锆层相互交错设置，且复合结构陶瓷本体的顶层和底层均为普通氧化锆层；所述复合结构陶瓷本体呈对称结构，各相互对称的普通氧化锆层或者晶须结合氧化锆层具有相同的厚度。

所述普通氧化锆层为Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的全稳定氧化锆层。

所述普通氧化锆层为Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的部分稳定氧化锆层。

所述的晶须结合氧化锆层为Al2O3晶须-ZrO2层。

所述复合结构陶瓷本体的各晶须结合氧化锆层的厚度均相同，具体地所述晶须结合氧化锆层的厚度为0.05~0.5mm。

所述复合结构陶瓷本体的顶层的普通氧化锆层和底层的普通氧化锆层的厚度相同，具体厚度均为0.05~5.0mm。

所述复合结构陶瓷本体内层的各普通氧化锆层的厚度相同且内层的各普通氧化锆层厚度为各晶须结合氧化锆层厚度的1~10倍。

所述复合结构陶瓷本体内层的各普通氧化锆层的厚度大于顶层的普通氧化锆层或者底层的普通氧化锆层的厚度。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过合理设计层状复合结构氧化锆陶瓷的普通氧化锆层与晶须结合氧化锆层的分布，使陶瓷材料在落球冲击试验中，本实用新型所能承受的最大冲击能量高达0.4J，韧性和抗冲击性明显提高，同时本实用新型结构简单，可以根据具体要求设计普通氧化锆层与晶须结合氧化锆层的层数和相应的厚度，实用性强。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图，

图2为本实用新型实施例2的结构示意图，

其中，1-普通氧化锆层、2-晶须结合氧化锆层。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1和2所示，一种增韧型强抗冲击的层状复合结构氧化锆陶瓷，包括复合结构陶瓷本体，其特征在于：所述复合结构陶瓷本体包括普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层，所述的晶须结合氧化锆层为Al2O3晶须-ZrO2层；所述普通氧化锆层与晶须结合氧化锆层相互交错，且所述复合结构陶瓷本体的顶层和底层均为普通氧化锆层。

所述普通氧化锆层为Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的全稳定氧化锆层。

所述普通氧化锆层为Y2O3或者CeO2或者CaO或者MgO的部分稳定氧化锆层。

所述复合结构陶瓷本体呈对称结构，各相互对称的普通氧化锆层或者晶须结合氧化锆层具有相同的厚度。

实施例1如图1所示，所述复合结构陶瓷本体包括2层普通氧化锆层和1层晶须结合氧化锆层，2层普通氧化锆层分别设置于晶须结合氧化锆层的顶面和底面；所述晶须结合氧化锆层的厚度为0.05~0.5mm；所述2层普通氧化锆层的厚度相同，厚度为0.05~5.0mm。

实施例2如图2所示，所述复合结构陶瓷本体包括4层普通氧化锆层和3层晶须结合氧化锆层相互交错设置形成，其中2层普通氧化锆层分别设置在复合结构陶瓷本体顶层和底层，2层普通氧化锆层设置在复合结构陶瓷本体内部；所述3层晶须结合氧化锆层厚度均相同，厚度为0.05~0.5mm；复合结构陶瓷本体顶层和底层的普通氧化锆层的厚度相同，厚度为0.05~5.0mm；所述复合结构陶瓷本体内层的普通氧化锆层的厚度均相同，厚度为晶须结合氧化锆层厚度的1-10倍。

本实用新型增韧的原理是，普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层相互交错设置，在普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层之间形成弱结合界面，复合结构陶瓷本体受载荷作用后，当裂纹达到与普通氧化锆层中的临界裂纹相同的应力强度时，裂纹开始扩展；当裂纹到达一个普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层之间的弱结合界面时，在荷载作用下弱结合界面上就会形成微裂纹，并且微裂纹将沿着弱界面发生偏转或分层，增大裂纹扩展路径,让能量在裂纹扩展过程中释放,达到材料增韧的效果。

本实用新型不仅采用普通氧化锆层和晶须结合氧化锆层相互交错设置，同时创新将复合结构陶瓷本体设计成对称结构，进一步增强了材料的韧性和强度。经研究本实用新型在落球冲击试验中，所能承受的最大冲击能量高达0.4J，韧性和抗冲击性明显提高，同时本实用新型结构简单，可以根据具体要求设计普通氧化锆层与晶须结合氧化锆层的层数和相应的厚度，实用性强。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。