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增韌氧化鋁陶瓷的三種增韌機理

內容導讀:增韌氧化鋁陶瓷材料是通過在原料中加入可以生成第二相的原料,控制生成條件和反應過程,直接通過高溫化學反應或誘導氧化鋁晶粒的異向生長,

  自增韌氧化鋁陶瓷的三種增韌機理

  自增韌氧化鋁陶瓷材料是通過在原料中加入可以生成第二相的原料,控制生成條件和反應過程,直接通過高溫化學反應或誘導氧化鋁晶粒的異向生長,使主晶相基體中生長出晶須均勻分布的、晶粒長徑比大的或晶片的增強體,形成陶瓷復合材料。這樣可以避免兩相不相容以及分布不均勻的缺陷,使強度和韌性都比用外來第二相增韌的同種材料高,從而進一步提高材料的力學性能。

氧化鋁陶瓷
科眾工業陶瓷廠生產的氧化鋁陶瓷片

  自增韌氧化鋁陶瓷的增韌機理可以歸納為三種:橋接機理、拔出機理和裂紋偏轉。

  橋接機理

  橋接增韌是三個機理中最主要的一個。它是指當基體出現裂紋后,晶須像橋梁一樣承受外加載荷,并在基體的裂紋面之間架橋。橋聯機體斷裂面的晶須對機體產生使裂紋閉合的力,消耗外加載荷做功,從而增大材料的韌性和強度。

  拔出機理

  當基體裂紋擴展時,應力集中導致結合較弱的晶粒與基體之間的界面解離;并在進一步應變時導致晶粒在弱點處斷裂,隨后從基體中拔出。晶粒的拔出過程需要消耗一定的能量,從而達到增韌材料的目的。

  裂紋偏轉

  裂紋在擴展過程中遇到長柱狀的顆粒時,沿結合較弱的顆粒/基體界面彎折,偏離與界面相垂直的方向,因而延長了裂紋在材料中的擴展路程,消耗更多的能量,從而達到增韌陶瓷材料的目的。

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