研究目的
通过应用具有功能性的低热膨胀氧化钇涂层并进行热处理，利用表面压缩工程来提高透明多晶陶瓷的强度和韧性。
研究成果
该研究成功证明了一种通过氧化钇涂层和热处理诱导表面压应力来增韧透明陶瓷的方法，显著提高了断裂韧性，在某些情况下还提升了透光率。该方法适用于需要耐损伤透明材料的应用领域。
研究不足
该技术的适用性可能受限于需要兼容的基材和涂层材料，这些材料在热处理过程中不会对光学性能产生不利影响。本研究属于概念验证，还需进一步研究以优化实际应用效果。
1：实验设计与方法选择
该研究采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在氧化钇稳定氧化锆(YSZ)基体上制备氧化钇涂层，随后通过热处理诱导表面压应力。
2：样品选择与数据来源
透明YSZ基体由8和10摩尔% YSZ粉末经冷压、烧结和热等静压工艺制成，以实现光学透明性。
3：实验设备与材料清单
设备包括冷等静压机、烧结炉、热等静压机、EB-PVD系统、分光光度计及各类显微观察与XRD设备。材料包含YSZ粉末和用于涂层的氧化钇。
4：实验流程与操作步骤
依次进行基体制备、氧化钇涂层沉积和热处理。表征手段包括光学/电子显微镜观察、XRD相分析与应力测定，以及力学性能测试。
5：数据分析方法
采用sin2ψ法测定残余应力，通过Anstis关系式计算压痕裂纹的断裂韧性，光学性能使用分光光度计测量。
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spectrophotometer
Lambda 950
Perkin-Elmer
Used for measuring in-line and total transmittance and diffuse and total reflectance of samples.
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cold-isostatic press
Type SI4-0 3-3
Dieffenbacher
Used for cold-isostatic pressing of YSZ powders at 300 MPa.
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sintering furnace
HT 160/16
Nabertherm
Used for pressureless sintering of YSZ substrates at 1260 °C for 20 h in air.
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hot isostatic press
Engineered Pressure Systems International (EPSI)
Used for hot isostatic pressing of YSZ substrates at 1450 °C for 1 hour in argon.
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electron-beam physical vapor deposition system
CS400ES
Von Ardenne
Used for depositing yttria coatings on YSZ substrates.
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