本发明属于非氧化物陶瓷，更具体地，涉及一种高韧性的zrn陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术：
1、氮化物陶瓷是离子、共价键和金属键的混合物。这种结合使材料具有不同寻常的优点，如高硬度和非常高的熔化温度，以及良好的导热性和导电性。由于这些特性，氮化锆越来越受到关注，根据其较高的硬度、热导率和高温稳定性，可替代一些金属用于刀具、先进的核电站，以及在极端环境中作为超高温陶瓷应用。但氮化锆陶瓷的韧性较低，且较难实现烧结致密化，制备温度较高，限制了其应用。因此，亟需开发一种制备方法以提高氮化锆陶瓷的韧性，同时可以在较低温度下制备致密的氮化锆陶瓷。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种高韧性的zrn陶瓷的制备方法，该方法可在较低温制备致密的zrn陶瓷，同时提高zrn陶瓷的韧性。
2、本发明的另一目的在于提供上述方法制备的高韧性的zrn陶瓷。
3、本发明的再一目的在于提供上述高韧性的zrn陶瓷的应用。
4、本发明的目的通过下述技术方案来实现：
5、一种高韧性的zrn陶瓷的制备方法，包括如下具体步骤：
6、s1.将zrn粉体在空气中250～400℃氧化，在zrn表面形成薄的zro2层，纳米al2o3粉体在1100～1300℃煅烧，得到枝状al2o3粉体；
7、s2.将氧化后的zrn粉体与枝状al2o3粉体经机械混合，得到混合粉体；
8、s3.将混合粉体预压成型，在保护气氛或真空下，升温至1600～1800℃，加压20～60mpa，经热压烧结或放电等离子烧结，制得高韧性的zrn陶瓷。
9、优选地，步骤s1中所述zrn粉体的粒径为0.4～30μm，所述zrn粉体的纯度为97％以上，所述纳米al2o3粉体的粒径为10～400nm，所述纳米al2o3粉体的纯度为96％以上。
10、优选地，步骤s1中所述氧化的时间为0.5～2h，所述煅烧的时间为2～6h。
11、优选地，步骤s2中氧化后的zrn粉体和枝状al2o3粉体的质量百分比为(75～95)wt％:(5～25)wt％。
12、优选地，步骤s2中所述机械混合的时间为10～26h，机械混合的转速为200～300r/min。
13、优选地，步骤s3中所述保护气氛为氩气，所述真空的真空度为10-4～10pa。
14、优选地，步骤s3中所述热压烧结的升温速率为5～15℃/min，放电等离子烧结的升温速率为50～150℃/min，所述的烧结的时间均为10～240min。
15、一种高韧性的zrn陶瓷，所述zrn陶瓷是由所述的方法制备得到。
16、优选地，所述高韧性的zrn陶瓷的致密度为97％以上，zrn陶瓷的断裂韧性为7～9.3mpa·m1/2，热导率为8.6～11w·(m-1·k-1)。
17、所述的高韧性zrn陶瓷在核能领域中的应用。
18、本发明通过预先氧化的zrn粉体，在氧化zrn粉体的表面形成连续的zro2层，煅烧al2o3形成枝状的al2o3粉体。一方面，zro2层和枝状的al2o3粉体可以促进zrn陶瓷的致密化。另一方面，由于zro2容易发生相转变，可以相变增韧提高zrn陶瓷的韧性，枝状结构的al2o3容易使裂纹偏转、分岔、桥接，增加了扩展过程中的表面能，使裂纹扩展受阻碍，提高zrn陶瓷的韧性。
19、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
20、1.本发明通过氧化zrn和高温煅烧al2o3，获得的zro2和枝状al2o3共同促进zrn陶瓷的致密化，在较低的温度(1600～1800℃)制备了致密的zrn陶瓷。
21、2.本发明zro2和枝状al2o3，可以相变、裂纹偏转、分岔、桥接增韧zrn陶瓷，zrn陶瓷具有高韧性。
1.一种高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
2.根据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述zrn粉体的粒径为0.4～30μm，所述zrn粉体的纯度为97％以上，所述纳米al2o3粉体的粒径为10～400nm，所述纳米al2o3粉体的纯度为96％以上。
3.根据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s1中所述氧化的时间为0.5～2h，所述煅烧的时间为2～6h。
4.根据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s2中氧化后的zrn粉体和枝状al2o3粉体的质量百分比为(75～95)wt％:(5～25)wt％。
5.根据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s2中所述机械混合的时间为10～26h，机械混合的转速为200～300r/min。
6.根据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述保护气氛为氩气，所述真空的真空度为10-4～10pa。
7.据权利要求1所述的高韧性的zrn陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤s3中所述热压烧结的升温速率为5～15℃/min，放电等离子烧结的升温速率为50～150℃/min，所述的烧结的时间均为10～240min。
8.一种高韧性的zrn陶瓷，其特征在于，所述zrn陶瓷是由权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的高韧性的zrn陶瓷，其特征在于，所述zrn陶瓷的致密度为97％以上，zrn陶瓷的断裂韧性为7～9.3mpa·m1/2，热导率为8.6～11w·(m-1·k-1)。
10.利要求8或9所述的高韧性zrn陶瓷在核能领域中的应用。