2022年陶瓷增韧机理 .pdf
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1、陶瓷作业姓名:王槐豪学号: 1071900220 班级: 0719201 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 5 页 - - - - - - - - - 陶瓷韧化机理陶瓷最致命缺点是脆性,低可靠性和低重复性,这些不足严重影响陶瓷材料的应用范围。只有改善陶瓷的断裂韧性,提高其可靠性和使用寿命,才能是陶瓷真正成为一种广泛应用的新型材料,因此陶瓷增韧技术一直是陶瓷研究的热点。陶瓷的断裂主要是由于裂纹扩展导致的,阻止间断裂纹的扩展的方法有三种。其一为分散裂纹尖端应力;
2、其二为消耗裂纹扩展的能量,增大裂纹扩展所需克服的能垒;最后问转换裂纹扩展的能量。相变韧化受相变诱发塑性钢, 即TRIP (transformation induced plasticity)钢的启发, 将ZrO2tm相变 Ms点稳定到比室温稍低,而Md点比室温高, 使其在承载时由应力诱发产生tm 相变, 由于相变产生的体积膨胀效应和形状效应,而吸收大量的能量,从而表现出异常高的韧性。这就是相变韧化( transformation toughening)的概念。韧化机理分析:1. 相变韧化 (KICT) ;did0,r0,t0,环向裂纹(收敛型);a 0 ,r0,径向裂纹(发散型);a0 ,P=
3、0 , 0; rrc rc自发萌生裂纹的邻界第二相颗粒半径2. 临界第二相颗粒尺寸(rc)弹性应变能:颗粒 : 基体系统 US=UP+Um=2 kP2r3由US2mp得;2mp萌生单位面积裂纹所消耗的能量,J 3. 残余应力增韧(d0 a0 ?裂纹停止?裂纹穿过第二相颗粒?裂纹沿颗粒与基体之间的界面扩展颗粒开裂表面能:p2 r2sp 克服阻力做功: W1=1/2Pr2u1 Wt=p+ W1=2 r2sp+1/2Pr2u1 界面开裂表面能:b4 r2int 克服阻力做功:W2=1/3Pr2u2 Wi=p+ W1=4 r2int+1/3Pr2u2 u1u22rb=2 10-3r 3)(RrPr3)
4、(21RrPt32)21(2rEPUPPP32)1 (rEPUmmmpPmmEEk2121312)2(kPrc名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 5 页 - - - - - - - - - intEm 裂纹沿界面扩展。裂纹偏转和裂纹桥联增韧裂纹偏转:裂纹尖端效应,指裂纹扩展过程中当裂纹遇上偏转元(如增强相、界面等)时所发生倾斜和偏转。裂纹桥联:裂纹尾部效应,它发生在裂纹尖端,靠桥联元(剂)连接裂纹的两个表面并提供一个使裂纹面相互靠近的应力,即闭合应力,这样导致
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