摻雜對YSZ／Al2O3燒結和機械特性的影響

Effect of Magnesium Oxide Doping on the Mechanical Properties of Zirconia/Alumina Sintering Composites

洪碧娟(P.C. Hung) ； 許雅婷(Y.T. Hsu) ； 王錫福(S.F. Wang) ； 楊重光(C.K. Yang) ； 李勝揚(S.Y.g Lee) ； 楊正昌(J.C. Yang)

《鑛冶：中國鑛冶工程學會會刊》 56卷3期 (2012/09) Pp. 138-143

https://doi.org/10.30069/MM.201209.0012

摘要

本研究針對釔安定氧化鋯及氧化鋁為基底之陶瓷結構材料，研究摻雜不同含量的氧化鎂對其燒結行為及機械特性之影響，應用氧化鎂之添加來降低鋯鋁複合材料製程溫度及抑制晶粒成長，達到較高的抗彎強度，增加陶瓷材料之機械性質。實驗結果發現摻雜氧化鎂燒結於鋯鋁複合材料有抑制晶粒成長之效果，結論為摻雜100 ppm氧化鎂於1,400℃的陶瓷材料其特性之相對密度為96.8％、其機械性質在維式硬度值為1,168 MPa、韌性值為4.87 MPa‧m^1/2，抗彎強度值為482 MPa。

關鍵字

釔安定氧化鋯 ； 氧化鋁 ； 氧化鎂 ； 韌性 ； 機械性質

並列摘要

The objective of this study is to investigate the effects of magnesium oxide doping on the microstructure and mechanical property of sintered yttria (3 mol%)-stabilized zirconia (YSZ) composites. Well-dispersed (80/20) YSZ/ Al2O3 ceramics containing 25 ppm, 100 ppm, 250 ppm, and 1 wt% MgO were prepared by solid state reaction method. The relative density, average grain size, lattice parameters, microhardness, and fracture toughness of MgO doped YSZ/Al2O3 ceramics sintered in the temperature range of 1,250~1,500℃ were investigated. Experimental results showed that the composite with 100 ppm MgO and sintered at 1,400℃ has a bulk density of 96.8%, 1,168 in Vickers hardness, 4.87 MPa‧m^1/2 in toughness, and 482 MPa in flexural strength.

並列關鍵字

yttrium stable zirconia ； alumina ； magnesia ； toughness ； mechanical properties