氮氧化铝透明陶瓷中孪晶结构的演化及力学强化机制

【作者】 郭惠露； 章健； 张芳； 王军； 张海龙； 田润； 王士维；

【机构】 中国科学院上海硅酸盐研究所； 上海纳米技术及应用国家工程中心有限公司；

【摘要】 氮氧化铝透明陶瓷具有良好的光学和力学性能,是一类很有发展前景的高温透红外材料。在前期工作中,我们在氮氧化铝透明陶瓷中发现了大量的孪晶结构,这种孪晶结构能够有效地提高陶瓷材料的力学性能。本文利用扫描电子显微镜电子背散射衍射(EBSD)、扫描显微镜(SEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)等研究了氮氧化铝透明陶瓷中孪晶结构的生长规律及其对力学性能的强化机制。发现,提高烧结温度和延长保温时间能够有效地提高材料中孪晶的含量。同时揭示了孪晶的力学强化机制:从宏观角度看,孪晶界能够改变裂纹的扩展方向,引起裂纹的偏转,消耗裂纹扩展的驱动力;从微观角度看,孪晶界能够有效地阻碍位错运动,引起位错塞积,增加位错运动的阻力,从而最终提高氮氧化铝透明陶瓷的强度和硬度。更多还原