Development of the Dynamic Compaction Resistance Sintering (DCRS): A new process for powder consolidation combining electric current and dynamic loading

Preparation of Zirconia Ceramics with High Density and Fine Grains by Oscillatory Pressure Sintering

“…Key words: oscillatory pressure; grain refinement; strength and toughness; relative density 高性能结构陶瓷具有高强度、高硬度、耐磨损、 耐腐蚀、耐高温和化学性质稳定等一系列优异性能, 在航空宇航、电子电器、机械制造、能源化工和生 命科学等领域受到的关注日益增强, 应用领域也日 益广泛。然而, 多样化的应用环境也对陶瓷材料的 性能提出了更高的要求 [1][2] 。例如, 航天火箭涡轮发 动机用的氮化硅陶瓷轴承 [3] 、核聚变工程全超导托 卡马克装置中的氧化锆或氧化铝绝缘氦通道管 [4] 、 半导体电子封装工业中用的寿命需要达到一百万次 的氧化锆陶瓷顶针、超高压活塞泵中的氮化硅陶瓷 柱塞等等, 都迫切需要有效控制材料的内部缺陷, 提高陶瓷材料的断裂强度及可靠性等指标。 陶瓷材料的强度和韧性等力学行为对组织结构 具有高度的敏感性, 尤其是气孔、微裂纹等各种微 观缺陷, 导致其实际力学性能远低于理论强度 [5][6] 。 因此, 提高陶瓷材料的强度和韧性必须努力提高材 料的致密度使其达到或接近理论密度, 消除材料内 部的气孔、团聚体、微裂纹等微缺陷, 抑制晶粒生 长, 使晶粒尺寸和形状均匀化 [7][8][9][10] 。 在陶瓷材料制备 过程中, 烧结过程是控制材料微观性能的重要步骤, 该过程涉及温度、压力和气氛等因素及其调控, 因 此产生了常压烧结、真空烧结、压力烧结、气氛烧 结及各种各样的场辅助烧结技术 [11][12][13][14][15] [16][17] 。Gourdin 等 [18] 度  间存在如下关系 [10] : 为了进一步研究烧结技术对氧化锆陶瓷断裂强 度可靠性的影响, 对三种氧化锆的断裂强度进行了 韦伯(Weibull)分布统计分析, 计算公式如下 [21,4]…”