许跃锐　杨玉平　伍海东

摘要：采用光固化成型和无压烧结制备ZrO2含量（质量分数，下同）为14%～20%的氧化锆增韧氧化铝（ZTA）陶瓷，研究ZrO2含量和烧结温度（1 500～1 650 ℃）对ZTA陶瓷微观结构、晶粒尺寸、相对密度和力学性能的影响。结果表明，ZrO2含量对ZTA陶瓷微观结构无明显影响。提高烧结温度有利于ZTA陶瓷的致密化，可降低陶瓷中的孔隙率，提高材料的力学性能，但当烧结温度达到1 650 ℃时，会使ZTA陶瓷的力学性能降低。烧结温度为1 550 ℃、ZrO2含量为14%的ZTA陶瓷具有较好的综合力学性能，硬度和断裂韧性分别为（18.53±0.14）GPa和（5.63±0.39）MPa·m1/2。

关键词：光固化成型;ZTA陶瓷;物相组成;微观结构;力学性能

0    引言

ZTA陶瓷具有高硬度、高强度、耐高温磨损和耐腐蚀等优异性能，已被广泛应用于结构零件、切削刀具和生物医学植入物等，如韩国双龙SZ200刀具、瑞典CC620刀具和人工髋关节等[1]。传统的成型方法有干压成型、流延成型、热压成型和凝胶注模成型等，常用于制备ZTA陶瓷。然而，采用这些传统的成型方法制备复杂形状的ZTA陶瓷时常需要模具，生产周期长，后加工成本高，且在加工过程中容易出现裂纹等缺陷，因此，必须寻找一种新的制备高性能、复杂形状ZTA陶瓷的方法。

近年来，3D打印技术因具有无须模具，生产周期短，成型精度高，且可以充分满足个性化需求的特点而得到快速发展[2]。其中，基于光固化成型（SLA）的3D打印技术以其极高的制造精度和打印效率，逐渐成为陶瓷3D打印的主流制造方式。目前，该技术已广泛应用于制备各种陶瓷材料，如ZrO2、Al2O3、AlN和ZTA等，并且取得了與常规工艺相近的性能。……