扫描速度对激光定向能量沉积Al2O3–ZrO2梯度陶瓷微观组织及力学性能的影响

功能梯度陶瓷作为能够兼顾结构和功能的新型陶瓷材料，其材料组成和性能可以根据需要呈现连续的梯度变化，因此在航空航天、生物医疗等领域具有广阔的应用前景。激光定向能量沉积技术克服了传统陶瓷制备方法在烧结变形及过渡界面明显的局限性，能够实现功能梯度陶瓷材料性能的区域可控制造。然而采用定工艺参数成形时，功能梯度陶瓷不同组分的性能无法同时达到最佳，因此就扫描速度对Al₂O₃–ZrO₂梯度陶瓷中各比例复合陶瓷材料的影响规律展开了研究。在确定各比例复合陶瓷优选扫描速度的基础上，实现了Al₂O₃–ZrO₂梯度陶瓷的变参数优化成形。结果表明，低速扫描条件下(200 mm/min、300 mm/min),α-Al₂O₃柱状晶定向生长倾向明显，但高ZrO₂含量(质量分数)复合陶瓷材料宏观裂纹明显。扫描速度逐渐提高有助于晶粒尺寸减小，但过高的扫描速度(400 mm/min、500 mm/min)导致样件内部ZrO