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《氧化铝陶瓷的断裂韧性及其抗热震性.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、%,第八卷第三期∀#∃沁&硅酸盐学报,!年月∋()∗(+,(−!氧化铝陶瓷的断裂韧性及其抗热震性’张清纯林素贞’%.中国科学院上海硅酸盐研究所/摘要,。,由于脆性本质所决定大部分陶瓷材料对热应力断裂很放感根据断裂力学理论热应力断裂包括裂纹成核以及裂纹连续扩展过程。而且,裂纹扩展阶段似更危险。指出,断裂面积动态扩张过程的动力。0孟.1,24,,2,。与抗热震参数0成反比3内/这里1是临界应力强度因子丙是抗张强度为,4&,了探讨上述规律以显微结构不同的三种5!基陶瓷为对象研究其断裂韧性参数.亦即临,,。,界应力强
2、度因子12/抗热震参数与很宽淬火温差范围内的热震强度损失率间的关系结果表明由,一4!&一7!&一9一4&。于晶界结合力较弱以沿晶方式断裂的65较)5∃和85!具有低得多的强度然而,其:2一9一4;&∃2。。1值略高于85的1值这是由于晶界起了分散能量的作用结果得到的高0值与其淬火后较小的强度损失率一致。一9一7&,∃2,以穿晶断裂方式为主的85
3、显0值可作为衡量脆性陶瓷强度相对变化的判据而后者是材料热震严重程度的函数建72,。议以1和抗折强度作为实验室的常规测试用于陶瓷材料的生产控制和发展言,由于脆性本质所决定大多数陶瓷材料对剧烈的热传递和快速的环境温度变化所引起的,。,热应力极其敏感易于炸裂关于脆性材料抗热应力的机理存在着两种观点一种是基于热,要求、,,弹性理论材料具有较高的抗张强度热导系数以及较低的热膨胀系数杨氏模量和〔,’。。,泊松比“选择材料的性质旨在避免热应力裂纹的出现另一种是基于断裂力学观点“’‘=’。致把抗热震性和裂纹扩展的程度以及材料的物理性质变
4、化联系起来力于选择抗热震参,,,。数较高的材料即使强度较低亦可减少裂纹扩展的趋势避免热应力断裂,,根据>−?≅?∗Α理论在裂纹扩展过程中若总的弹性应变能不足以支付相当于试样断面,。,的新生表面积所需的能量热应力断裂将不会发生亦即抗热震性好的材料应具有高的断。,。裂能和低的弹性应变能而断裂时具有低的弹性能者必然具有高的弹性模量和低的强度%%%、Β)ΕΔ8〔’’,ΧΧΔΕ(∃+从断裂力学的概念出发进行了包括裂纹核的形成条件和裂纹。。。,。、扩展程度的温差断裂过程分析提出临界温差刁6与断裂能>成正比与弹性模量Φ热Γ。=年
5、Η月4日收到ΓΓ<7;7制,,我所红星厂陶瓷组热情提供研究用的5品电子显微镜室大力协助进行材料的断口微观分析谨致谢。意44Ι硅酸盐卷&期膨Δ乙。7胀系数以及裂纹核的长度等成反比的表示式“4。乙刁62二。夕“3Φ。Δ“?/二Μ/ϑΚ>.一4/Λ.∃,与临界应力强、。仔,7并由之推导出临界裂纹长度度因子1以及断裂强度之间的关系式。<1Ν不一岛气Ο<1子‘,令祝一Π−Π铭Π咒二一一‘≅口≅,,,由于每个扩展裂纹导至的新生总面积正比于临界裂纹氏度乙0为所谓的抗热震参数它与临∃。,。界应力强度因子1成正比与抗张强度成反比%〔
6、,入Δ8’‘’以陶瓷0Θ∃ΡΕΕ(材料经热震处理后的强度损失率对抗热震参数进行验证得到。了合理的规律性,。对脆性陶瓷来说欲通过避免裂纹核的出现以提高抗热震性的途径是困难的特别是大,。,。部件裂纹核的存在几乎是无法避免的一旦出现了裂纹核其扩展往往是快速的选择抗,,,。热震参数较高的材料即使强度较低却可减少裂纹扩展的趋势达到避免热应力断裂的目的4&,。5
7、要的意义本文从断裂力学观点出发考虑到出现热应力裂纹核的条件及。,。其连续扩展的过程从反映内在显微结构的临界应力强度因子.或称断裂韧性参数1/,4!&,,和强度出发分析5<基材料的抗热震参数探讨热震强度损失的变化规律为工程陶瓷制备工艺的选择提供参考性的判据。、4&二5;基陶瓷的制备工艺及其物理化学性能%研究对象是根据表所示料方,9Μ左右采用低含水量.巧/的浇注成型法和反应烧结。,&工艺制得的异型大环以及刚玉平板以金钢钻刀片切割并经!目金刚砂细磨成矩形长条,。和带缺口试样供进行断裂韧性参数和断裂强度试验材料的烧结工艺及物
8、理化学性能列于。表45<。&表!基陶瓷异型制品的配方Σ一、5∃。!&Τ6!4ΘΔ;ΝςΩ;Τ滑圣:备材料型号介Υ‘一一’%川一’’“”。一一ϑ一料试一:万(’⋯⋯⋯一痴蔽Ξ’下一&。。6八%9一一一Υ全细料ΨΖ;Τ%9ΝΝ⋯⋯ΑΔ一&,‘一’“。9‘‘’’Η‘5∃!一一生料熟料一‘“Ν⋯∃ΝΝ⋯一一’·”。“5
