广东五盟新型陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗腐蚀、高韧性等性能,因此在冶金、宇航、能源、机械等领域有重要的应用。由于陶瓷的韧性差,因此也限制了它的使用范围。1975有科学家就成功地利用添加氧化锆来大大提高陶瓷材料的强度和韧性,自那时起世界各国利用氧化锆增韧这一办法,开发出多种具有高强度和高韧性的陶瓷材料,掀起了寻求打不碎陶瓷的热潮。广东五盟精密陶瓷订制高端微孔陶瓷真空吸盘、porous ceramics、Ceramic chuck,吸附硅片、晶圆、陶瓷片、柔性屏、玻璃屏、电路板以及各类非金属材料。
氧化锆能够增加陶瓷材料韧性和提高强度的原因,至今虽没有完全搞清楚,但研究结果已经表明,它和均匀弥散在陶瓷基体中的氧化锆晶粒的相变有关。一种增韧理论认为相变膨胀导致的微裂纹可以阻止造成脆断的裂纹扩展;另一种理论认为应力诱导相变,而相变可吸收应力的能量,从而起到增韧的作用。总之,在某些陶瓷材料中引入一定量亚稳氧化锆微粒,并使其均匀分布都可大大提高陶瓷材料的强度和韧性。
氧化锆增韧陶瓷已在工程结构陶瓷研究中取得重大进展,经过增韧的陶瓷品种日益增多。现在已经发现可稳定氧化锆的添加物有氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化铈、氧化钇等单一氧化物或它的复合氧化物。被增韧的基质材料,除了稳定的氧化锆外,常见的有氧化铝、氧化钍、尖晶石、莫来石等氧化物陶瓷,还有氮化硅和碳化硅等非氧化物陶瓷。在氧化铝基质(强度为400MPa、断裂韧性为5.2 J/m2)材料中,添加16%体积百分数的氧化锆进行增韧处理,制得材料的强度高达1200MPa,提高了3倍,断裂韧性达到15.0J/m2,几乎也提高了3倍,基本达到了低韧性金属材料的程度。最近的研究表明,强度和韧性是相互制约的。尽管如此,许多陶瓷材料通过氧化锆增韧,大大拓宽了应用领域,增强了取代某些金属材料的能力,出现了喜人的应用前景。利用氧化锆增韧陶瓷可替代金属制造模具、拉丝模、泵机的叶轮、特种陶瓷工业用的磨球、轴承,替代手表中的单晶红宝石。用增韧氧化锆做成剪刀,既不会生锈,又不导电,可以放心地剪断带电的电线。氧化锆增韧陶瓷还可用于制造汽车零件,如凸轮、推杆、连动杆、销子等。