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氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析

内容导读:材料具有的热学性能以及力学性能决定了陶瓷材料当中热应力的大小,另外构件的几何形状以及环境的介质等也会影响陶瓷材料的热应力的大小。因此,抗热震性代表着陶瓷材料抵抗温
材料具有的热学性能以及力学性能决定了陶瓷材料当中热应力的大小,另外构件的几何形状以及环境的介质等也会影响陶瓷材料的热应力的大小。因此,抗热震性代表着陶瓷材料抵抗温度变化能力的大小,也肯定是它热学性能以及力学性能相对应各种受热条件时一个全面的反映。关于陶瓷材料在抗热震能力方面的研究开始于上个世纪五十年代,到目前形成了很多关于抗震性的相关评价理论,不过都在一定程度上有着片面性和局限性。   

陶瓷材料的抗热震性具体理论分析
  
陶瓷材料热震破坏包括:在热冲击的循环直接作用下发生的开裂和剥落;在热冲击的作用下瞬间的断裂。基于此,有关脆性的陶瓷材料具体的抗热震性相关的评价理论也涵盖了两个观点。首先是基于热弹性的理论。其说的是材料原本的强度无法抵抗热震温差导致的热应力的时候,就造成了材料的“热震断裂”。通过这个理论,陶瓷材料需要同时具备热导率、高强度和低热膨胀系数、泊松比、杨氏弹性模量、黏度以及热辐射的系数,这样方能够具备较高的抗热震断裂能力。另外,想要提高陶瓷材料实际的抗热震能力,还可以通过对材料的热容以及密度进行适当的降低。   

氧化锆陶瓷材料的抗热震性能分析

另一理论基于断裂力学的具体概念,也就是材料当中热弹性的应变能完全能够裂纹成核以及扩展而新生的表面需要的能量的时候,裂纹形成并且开始扩展,进而造成了材料热震的损伤。按照该理论,在抗热震损伤性能方面比较好的材料应当符合越高越好的弹性模量以及越低越好的强度。以此能够发现,以上要求和高抗热震断裂的能力具体的要求完全对立。另外,将陶瓷材料实际的断裂能提高以及对材料的实际断裂韧性进行改善,很明显有助于提高材料的抗热震的损伤能力。另外,存在一定量的微裂纹也对提高抗热震的损伤性能有很大的帮助,比如:在气孔率是10%到20%之间的非致密的陶瓷当中,热扩展裂纹的形成通常会遭受来自气孔的抵制,存在的气孔能够帮助钝化裂纹以及减小应力的集中。
   
作为氧化锆陶瓷材料,有着极为鲜明的常温力学的性能,熔点比较高、在化学稳定性以及热稳定性上都比较好。所以,其的使用经常处于高温的条件之下,因而其抗热震性的性能也是判断其性能的关键指标。氧化锆的许多性质都非常的特殊,比如:氧化锆能够以单料以及四方、立方这三种具体晶型共同存在,还有它特殊的相变特性,这么多特性都可以被我们所利用,用来提高其热膨胀的行为,加强其的抗热震方面的性能。

 
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