材料熱學(xué)性能之材料的熱穩(wěn)定性-文庫吧
2024-12-21 21:36 本頁面
【正文】 ＝彈性應(yīng)變（ elastic strain）。 這種由于材料熱膨脹或收縮引起的內(nèi)應(yīng)力稱為 熱應(yīng)力 。若上述情況是發(fā)生在冷卻過程中，即 T0 T，則材料中內(nèi)應(yīng)力為張應(yīng)力（正值），這種應(yīng)力才會桿件斷裂。 例如，一塊玻璃平板從 373K的沸水中掉入 273K的冰水溶中，假設(shè)表面層在瞬間降到 273K，則表面層趨于的收縮，然而，此時內(nèi)層還保留在 373K，并無收縮，這樣，在表面層就產(chǎn)生了一個張應(yīng)力。而內(nèi)層有一相應(yīng)的壓應(yīng)力，其后由于內(nèi)層溫度不斷下降，材料中熱應(yīng)力逐漸減小，見圖 。 當(dāng)平板表面以恒定速率冷卻時，溫度分布呈拋物線，表面 Ts比平均溫度 Ta低，表面產(chǎn)生張應(yīng)力 σ+，中心溫度Tc比 Ta高，所以中心是壓應(yīng)力 σ－ 。假如樣品處于加熱過程，則情況正好相反。 實(shí)際無機(jī)材料受三向熱應(yīng)力，三個方向都會有漲縮，而且互相影響，下面分析一陶瓷薄板的熱應(yīng)力狀態(tài)，見圖 。 在 t=0的瞬間， ，如果此時達(dá)到材料的極限抗拉強(qiáng)度 σf，則前后二表面將開裂破壞，代入上式： l根據(jù)廣義虎克定律： l解得：式中： S＝形狀因子（ shape factor）， μ＝泊松比。三、抗熱沖擊斷裂性能 1．第一熱應(yīng)力斷裂抵抗因子 R 由上式可知， 值愈大，說明材料能承受的溫度變化愈大，即熱穩(wěn)定性愈好，所以定義 來 表征材料熱穩(wěn)定性的因子，即 第一熱應(yīng)力因子 。對于其它非平面薄板狀材料制品 2．第二熱應(yīng)力斷裂抵抗因子 R′ 在無機(jī)材料的實(shí)際應(yīng)用中，不會象理想驟冷那樣，瞬時產(chǎn)生最大應(yīng)力 ，而是由于散熱等因素，使 滯后發(fā)生，且數(shù)值也折減，設(shè)折減后實(shí)測應(yīng)力為 ，令 ，其中 ＝無因次表
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