陶瓷具有高强度、耐磨、耐腐蚀、耐高温等许多优点,但质脆、难加工,所以研制高塑性陶瓷一直是开发新型陶瓷材料的一个重要方面。人们已发现在氧化锆陶瓷中添加3—5摩尔%氧化钇Y203 ,可获得晶粒组织非常细小的高强度高韧性陶瓷材料,也是目前最接近金属材料韧性的陶瓷。因此,日本首先利用这种陶瓷制造了刀具,这种材料在受到敲打冲击时发金属声音,解决了一般陶瓷的脆性问题。
利用高强韧性氧化锆陶瓷制造手用刃具剪刀,菜刀,理发推子等 时,可按如下流程,选用添加氧化钇2.5—3摩尔%的氧化锆粉末混合料,用湿法造粒,干燥后,模压成型,成型件脱脂后以规定的升温速度加热到烧成温度1400—1500℃ ,保温数小时即可获得陶瓷制品,此即常压烧结法。热等静压成型法HIP 可制得相当于理论密度97%以上的烧结制品,弯曲强度可达 1600兆帕,这比常压烧结制品提高了将近1/3,最后经研磨和开刃加工,与其它配件组装即成成品。这种制品的优点是锋利,不生锈、耐磨损、使用寿命长,而且没有卷刃问题。另外陶瓷车刀也已获得实用,切纸机圆盘剪切机、刮刀等 等工业用刃具也将获得发展。除刀具外,螺丝刀、镊子、喷嘴、导向装置、磨碎用球、泵、阀门等也将推广应用。
采用添加3摩尔%氧化钇的氧化锆粉末混合料,烧结成的微晶晶粒度约为0.3微米 烧结体,在高于1350℃温度下可以每秒钟千分之一到十万分之一的变形速度拉伸或压缩,达到1.6倍160% 以上的大变形量,这就是这种陶瓷的超塑性现象。利用这种特性便有可能将陶瓷加工成各种复杂形状的零件,例如活塞环的加工和胀形加工,可用于超塑性接合,能得到很高的接合强度。