材料與材料性能第九章(參考版)
2025-05-18 22:42本頁(yè)面
【正文】 第四章 金屬的斷裂韌度 。材料承受溫度驟變而不破壞的能力稱之為抗熱震性。 ? 纖維、晶須增韌 橋接 第四章 金屬的斷裂韌度 圖 晶須橋接裂紋示意圖 ? 陶瓷材料的抗熱震性 大多數(shù)陶瓷在生產(chǎn)和使用過(guò)程中都處于高溫狀態(tài)。這時(shí)緊靠裂紋尖端處的纖維并未斷裂，而是在裂紋兩岸搭起小橋，使兩岸連在一起。纖維拔出會(huì)使裂紋尖端應(yīng)力松弛，從而減緩了裂紋的擴(kuò)展。 圖 纖維脫粘 ? 纖維、晶須增韌 脫粘 第四章 金屬的斷裂韌度 纖維拔出是指靠近裂紋尖端的纖維在外應(yīng)力作用下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。盡管單位面積的表面能很小，但所有脫粘纖維總的表面能則很大。偏轉(zhuǎn)后裂紋受的拉應(yīng)力往往低于偏轉(zhuǎn)前的裂紋，而且裂紋的擴(kuò)展路徑增長(zhǎng)，裂紋擴(kuò)展中需消耗更多的能量因而起到增韌作用。相當(dāng)來(lái)講，它更易繞過(guò)纖維并盡量貼近纖維表面擴(kuò)展，即裂紋偏轉(zhuǎn)。隨著增強(qiáng)體長(zhǎng)徑比和體積比增加，裂紋彎曲增韌效果增加。 ? 相變?cè)鲰g 第四章 金屬的斷裂韌度 圖 相變?cè)鲰g示意圖 圖 ZTA中應(yīng)力誘變韌化導(dǎo)致性能隨 ZrO2體積含量的變化 ? 相變?cè)鲰g 第四章 金屬的斷裂韌度 ? 微裂紋增韌 引起微裂紋的原因： ? 相變體積膨脹產(chǎn)生微裂紋； ? 由于溫度變化基體相與分散相之間熱膨脹系數(shù)不同引發(fā)微裂紋； ? 可能是材料原來(lái)已經(jīng)存在的微裂紋。此時(shí)四方 ZrO2處于亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)材料受外力作用時(shí)，在應(yīng)力的誘導(dǎo)下，發(fā)生 tm相變。 第四章 金屬的斷裂韌度 如在 ZTA（ ZrO2/ Al2O3）中加入某些穩(wěn)定氧化物（如 Y2O3等），則會(huì)抑制 ZrO2的 tm相變。這一相變溫度正處在室溫與燒結(jié)溫度之間，對(duì)材料的韌性和強(qiáng)度有很大影響。 單斜相 (m) ZrO2， 1170?C ? 四方相 (t ) ZrO2； 2370?C ? 立方相 ZrO2。它發(fā)生在裂紋尖端，靠橋聯(lián)元（劑）連接裂紋的兩個(gè)表面并提供一個(gè)使裂紋面相互靠近的應(yīng)力，即閉合應(yīng)力。 ? 而陶瓷材料的強(qiáng)度與斷裂韌度的變化關(guān)系與金屬材料的相反，隨著陶瓷材料強(qiáng)度的提高， KIC值也隨之增大，所以陶瓷材料的增韌常常與增強(qiáng)聯(lián)系在一起。 第四章 金屬的斷裂韌度 ? 壓痕法 名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用條件 單邊切口梁法 數(shù)據(jù)分散性小，重現(xiàn)性好，試樣加工測(cè)定簡(jiǎn)單 所
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