Tribological Properties of Al2O3/ZrO2 Sintered Ceramics

The paper presents mechanical and tribological properties of Al₂O₃/ZrO₂ composite sinters with different proportions of Al₂O₃ and ZrO₂ phases. These materials are commonly used in dry friction contact due to relatively low manufacturing costs of even complex shapes of products and the possibility of working at elevated temperatures. The tests were carried out by the ball-on-disc method at temperatures of 20, 150, 300, and 500°C. A ball made of Al₂O₃ was used as a counterpart. The results were compared with the following sintered mono-phase materials: Al₂O₃ (alumina) and tetragonal yttria-stabilized ZrO₂ polycrystallines (Y-TZP). The tests showed the significantly better properties of composite materials.

W pracy przedstawiono właściwości mechaniczne i tribologiczne spieków kompozytowych Al₂O₃/ZrO₂ o różnej proporcji faz Al₂O₃  i ZrO₂. Są to materiały chętnie stosowane w węzłach tarcia suchego ze względu na relatywnie niskie koszty wytwarzania nawet skomplikowanych kształtów wyrobów i możliwość pracy w podwyższonych temperaturach. Testy przeprowadzono na stanowisku z węzłem tarcia ball-on-disc w temperaturach 20, 150, 300 i 500°C, jako przeciwpróbkę zastosowano kulkę wykonaną z Al₂O₃. Wyniki badań porównywano z wynikami badań spieków wytwarzanych z materiałów jednofazowych: α- Al₂O₃  (korund) i tetragonalnych polikryształów ZrO₂  stabilizowanych tlenkiem itru (tzw. Y-TZP). Badania wykazały znacząco lepsze własności materiałów kompozytowych.