显微结构对陶瓷材料的脆性断裂,与无机材料物理性能有关?

浩唐网络 行业资讯 2021-04-20 21:03 8次

(1)晶粒尺寸。尺寸越小,微观结构越致密,强度越高。 断裂强度与晶粒尺寸的平方根成反比。 (2)气孔。气孔的存在降低了无机材料的实际承载面积,并引发应力集中,从而导致强度显著下降。 实验发现多孔材料的强度随气孔率的增加呈近似指数规律。 (3)微裂纹。这些尺寸很小的微裂纹在主裂纹尖端扩展过程中会导致主裂纹分叉或改变方向,增加了主裂纹扩展过程中的有效表面能,此外裂纹尖端应力集中区内微裂纹本身的扩展也起着分散主裂纹尖端能量的作用,从而抑制了主裂纹的快速扩展,提高了材料的韧性。 (4)晶界。陶瓷材料的烧结大都要加入助烧剂,因此形成一定量的低熔点晶界相而促进致密化。晶界相的成分、性质及数量(厚度)对强度有显著影响。晶界相最好能起到阻止裂纹过界扩展并松弛裂纹尖端应力场的作用。晶界玻璃相的存在对强度是不利的,所以,应通过热处理使其晶化。对单相多晶陶瓷材料,晶粒形状最好为均匀的等轴晶体,这样承载时变形均匀而不易引起应力集中,从而使强度得到充分发挥。

预加微裂纹可以吸收断裂应力,增加强度