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增韧氧化铝陶瓷的三种增韧机理

内容导读:增韧氧化铝陶瓷材料是通过在原料中加入可以生成第二相的原料,控制生成条件和反应过程,直接通过高温化学反应或诱导氧化铝晶粒的异向生长,

  自增韧氧化铝陶瓷的三种增韧机理

  自增韧氧化铝陶瓷材料是通过在原料中加入可以生成第二相的原料,控制生成条件和反应过程,直接通过高温化学反应或诱导氧化铝晶粒的异向生长,使主晶相基体中生长出晶须均匀分布的、晶粒长径比大的或晶片的增强体,形成陶瓷复合材料。这样可以避免两相不相容以及分布不均匀的缺陷,使强度和韧性都比用外来第二相增韧的同种材料高,从而进一步提高材料的力学性能。

氧化铝陶瓷
科众工业陶瓷厂生产的氧化铝陶瓷片

  自增韧氧化铝陶瓷的增韧机理可以归纳为三种:桥接机理、拔出机理和裂纹偏转。

  桥接机理

  桥接增韧是三个机理中最主要的一个。它是指当基体出现裂纹后,晶须像桥梁一样承受外加载荷,并在基体的裂纹面之间架桥。桥联机体断裂面的晶须对机体产生使裂纹闭合的力,消耗外加载荷做功,从而增大材料的韧性和强度。

  拔出机理

  当基体裂纹扩展时,应力集中导致结合较弱的晶粒与基体之间的界面解离;并在进一步应变时导致晶粒在弱点处断裂,随后从基体中拔出。晶粒的拔出过程需要消耗一定的能量,从而达到增韧材料的目的。

  裂纹偏转

  裂纹在扩展过程中遇到长柱状的颗粒时,沿结合较弱的颗粒/基体界面弯折,偏离与界面相垂直的方向,因而延长了裂纹在材料中的扩展路程,消耗更多的能量,从而达到增韧陶瓷材料的目的。

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