烧结温度对添加Y₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂复合烧结助剂的β-Sialon陶瓷微观组织与力学性能的影响

摘要

采用放电等离子烧结法制备了含质量分数10%Y₂O₃-Al₂O₃-ZrO₂复合烧结助剂的β-Sialon陶瓷，研究了烧结温度对该陶瓷物相组成、显微结构、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明：在1500～1800℃下，β-Sialon陶瓷的相对密度、维氏硬度、断裂韧性和磨损率都呈现先增大后减小的趋势，并在1700℃时达到最大值。在烧结温度为1500、1600和1800℃时，样品中出现了ZrN杂质相，相对密度较低。当烧结温度为1700℃时，样品中仅观察到β-Sialon相，晶粒分布均匀，孔洞显著减少，β-Sialon陶瓷的综合性能最佳，相对密度为98%，维氏硬度为15.15 GPa，断裂韧性为5.55 MPa·m^1/2，磨损率为3.75×10^-6 mm³·（Nm）^-1。

关键词

β-Sialon陶瓷 / 复合烧结助剂 / 烧结温度 / 微观组织 / 力学性能

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52474393); 广东省基础与应用基础研究重大项目(2021B0301030001)