纳米复合pzt和常规pzt的力学性能研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要本文通过纳米复合PZT和常规PZT的弯曲强度、弹性模量、硬度和断裂韧性等力学性能试验，研究了纳米复合技术对PzT力学性能的影响，探讨了常规PZT和纳米复合PZT的压痕尺寸效应，确定了直接压痕法测定陶瓷材料断裂韧性的载荷范围，并用Weibull统计分布函数对常规PzT弯曲强度的试验结果进行了分析。研究结果表明：纳米复合技术能够全方位地改善PZT材料的力学性能，而晶界的强化和断裂模式由沿晶断裂向穿晶断裂的转变是纳米复合PZT强韧化的主要机制。常规PzT和纳米复合PZT的硬度测试结果都存在明

2、显的压痕尺寸效应特征，消除了压痕尺寸效应的影响后，得到两种材料的真实硬度值分别为3397MPa、291IMPa。由于小载荷阶段压痕裂纹形成随机性和硬度值的分散性的存在，用直接压痕法测试陶瓷材科的断裂韧性时应该选取当裂纹参数c，a大于2．5时的载荷进行加载。WeibuU统计分布函数可以很好地描述陶瓷材料弯曲强度的试验结果分散性大的实验现象。关键词：纳米复合残rT；力学性能；压痕尺寸效应：分散性；Weibull统计分布哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractInthispaper,themechanicalprope

3、rtiestestssuchasflexuralstreIlgth，modulusofclastici钆hardnessandfracturetoughnesshavebeandone．Onthebasisofthesetests,theinfluenceofthenano-compositetechnologyOilthemechanicalpropertiesofPzThasbeenstudied．theindentationsizeeffectofconventionalPZTandnano-composit

4、ePZThasbeenresearched，therangeofloadhasbeengivenwhichusedtomeo略lltethefracturetoughnessofceramicbyIMmethod,andthebendingstrengthresultofconventionalPZThasbeenanalyzedbyWeibullstatisticaldistributionfunction．Theresultsshowthatthenano-compositetechnologycanimpro

5、vethemechanicalpropertiesofⅨ玎comprehensively,andthemainmechanismofmengthen-toughenofn明o-colnpositcPZTisgrainboundarystrengtheningandthetransformationfromintergranulartotransgranular．Theresultsofhardnesstesthaveobviousindentationsizeeffect,andthetruehardnessval

6、uesofthetwomaterials瓣respectively3397MPaand2911MPa。Theload,whencrackparameterc／abiggerthan2．5，shnudbeselectedtome2aRrethefracturetoughnessofceramic，asthedispersionofhardnessvalueandrandomicityofindentationcrackexistatthesmallindentationloadstage．Weibulldistrib

7、utionfunctionCandescribethedispersionofbendingstrengthvalueexactly．Keywords：Nano-compositePZT；Mechanicalproperties；Indentationsizee能姑Dispersion；Weibullstati妣aldistribution哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应，除文中已

8、注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：立赴日期：御#年夕月培日哈尔滨工程大学硕士学位论文1．1工程背景及意义第1章绪论随着国民经济的迅速发展和生产技术水平的不断提高，陶瓷m已经成为人类生活和生产中不可缺少的