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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷材料,尤其是涉及一种陶瓷材料及其陶瓷位错的生成方法和应用。
技术介绍
1、陶瓷材料因其高硬度、良好的生物相容性、优异的耐腐蚀性能及耐高温性能,在能源、国防、通讯、高端电子设备和医疗器械等领域得到广泛应用。但是陶瓷材料的致命缺点是其室温脆性高,力学可靠性极差,因此在生产加工及日常使用过程中极易出现脆性断裂失效的问题,并直接带来经济损失。因此,开发具有优异力学性能的陶瓷材料成为当前研究的重点。位错作为晶体材料中常见的线缺陷,对材料的塑性变形起主导作用。在陶瓷材料中引入位错可以有效提高其塑性变形能力,增强其断裂韧性。目前,陶瓷中常见的位错引入方法包括高温体积压缩、室温表面摩擦和纳米压痕等,但高温体积压缩存在加工工艺复杂、耗时等缺点,表面摩擦引入位错深度浅且位错密度难以控制,纳米压痕则存在引入的位错面积小、易产生微裂纹等缺点。
2、因此,迫切需要开发一种简便高效、位错密度可控且不易产生裂纹的陶瓷材料的位错制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本专利技术第一方面提出一种陶瓷材料的位错生成方法,使得陶瓷材料在室温下能生成大量位错且不产生宏观裂纹。
2、本专利技术第二方面还提供一种陶瓷材料。
3、本专利技术第三方面还提供一种陶瓷材料的应用。
4、根据本专利技术的第一方面实施例提供的一种陶瓷材料的位错生成方法,包括如下步骤:
5、以球形压头作为加载的压头,对abo3钙钛矿
6、所述a选自sr或k;所述b选自ti或nb。
7、根据本专利技术实施例的一种陶瓷材料的位错生成方法,至少具有如下有益效果:
8、本专利技术的位错生成方法在室温下即可进行,本专利技术使用的球形压头对abo3钙钛矿型陶瓷的表面进行刻划,能有效避免应力集中,以abo3钙钛矿型陶瓷为模型材料,使得位错在abo3钙钛矿型陶瓷中有效生成,同时不产生宏观裂纹;本专利技术所生成的位错塑性变形区可达到毫米级别及以上。使得该陶瓷材料的硬度、强度、塑性等力学性能进一步得到提升。
9、根据本专利技术的一些实施例,所述刻划步骤所采用的载荷为1n~10n。由此,通过控制不同的载荷,改变所施加的法向应力,调控室温刻划过程对abo3钙钛矿型陶瓷表面完整性的影响。
10、根据本专利技术的一些实施例,所述刻划的刻划速度为0.1mm/s~1mm/s。
11、根据本专利技术的一些实施例,所述刻划步骤所采用的刻划距离为1mm~5mm。
12、根据本专利技术的一些实施例,所述的刻划步骤在添加润滑剂的环境下进行。由此,本专利技术在刻划过程中在abo3钙钛矿型陶瓷表面及压头表面添加润滑剂,能有效减少摩擦磨损,降低磨损颗粒产生的风险。
13、根据本专利技术的一些实施例,所述球形压头直径为2.5~5mm。
14、根据本专利技术的一些实施例,所述球形压头的材质选自al2o3、si3n4或不锈钢中的一种。
15、根据本专利技术的一些实施例,所采用的刻划方向为单向/双向刻划。
16、根据本专利技术的一些实施例,所述的刻划次数为1次~100次。由此,本专利技术通过控制刻划的次数,简便地实现对abo3钙钛矿型陶瓷材料位错密度及位错分布的调控。
17、根据本专利技术的第二方面实施例提供的一种陶瓷材料,采用本专利技术上述所述的位错生成方法处理得到。
18、根据本专利技术实施例的陶瓷材料,至少具有如下有益效果:
19、本专利技术通过上述方法处理得到的陶瓷材料具有高的位错密度且不产生裂纹,进一步提高了陶瓷材料的硬度和塑性。
20、根据本专利技术的一些实施例,所述陶瓷材料的位错密度为1×1012~9×1015m-2。
21、本专利技术第三方面提供一种上述所述的陶瓷材料在电子设备和医疗器械中的应用。
22、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种陶瓷位错的生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划步骤所采用的载荷为1N~10N。
3.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划的刻划速度为0.1mm/s~1mm/s。
4.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划步骤所采用的刻划距离为1mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述的刻划步骤在添加润滑剂的环境下进行。
6.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述球形压头直径为2.5~5mm。
7.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述ABO3钙钛矿型陶瓷还先经过抛光处理。
8.一种陶瓷材料,其特征在于,经过权利要求1~7任一项所述的位错生成方法处理得到。
9.根据权利要求8所述的陶瓷材料,其特征在于,所述陶瓷材料的位错密度为1×1012~9×1015m-2。
10.根据权利要求8或9所述的陶瓷材料在电
...【技术特征摘要】
1.一种陶瓷位错的生成方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划步骤所采用的载荷为1n~10n。
3.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划的刻划速度为0.1mm/s~1mm/s。
4.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述刻划步骤所采用的刻划距离为1mm~5mm。
5.根据权利要求1所述的陶瓷位错的生成方法,其特征在于,所述的刻划步骤在添加润滑剂的环境下进行。<...
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