陶瓷材料增韧技术及其韧化机理.pdfVIP

2007 . No . 6 　　　　　　　　　　　　　陶 瓷 　　　　　　　　　　　　　 ·5 · 陶瓷材料增韧技术及其韧化机理 1 2 邹东利 　路学成 ( 1 哈尔滨工业大学材料学院　哈尔滨 　15000 1) (2 军事交通学院装运机械系 　天津 　300 16 1) ( 摘 　要 　介绍了陶瓷材料增韧技术及其机理 包括相变增韧 、晶须和纤维增韧 、颗粒弥散增韧 、微结构设计增韧 、纳米技术 ) 增韧 、协同增韧 ,探讨了陶瓷材料增韧技术的研究现状和今后的发展方向。 关键词 　陶瓷增韧 　增韧技术 　陶瓷材料 　陶瓷韧化 最大应力值 。由于陶瓷材料在弹性变形后立即发生脆 　前言 性断裂 ,不出现塑性变形阶段 , 因此 , 陶瓷只出现断裂 强度 σ,其断裂强度的理论值和实测值的相差很大 。 f 众所周知 ,陶瓷材料具有高强度 、高硬度 、耐高温 、 实际材料的断裂强度仅为理论值的 1/ 10～1/ 100 。陶 耐磨损和重量轻等一系列优 良的特性 , 因此在工业领 瓷材料的断裂强度具有以下特点 : 域中得到了广泛的应用 。但陶瓷材料却有一个共同的 　　1) 陶瓷材料尽管本质上应当具有很高的断裂强 致命弱点 ———脆性大[ 1 ] , 而限制其优 良性能的发挥 , 度 ,但实际断裂强度却往往低于金属 。 因此也限制了它的实际应用 。为此陶瓷的韧化变成了 　　2) 陶瓷材料的抗压强度比抗拉强度大的多 ,其差 近年来陶瓷研究的核心课题 。陶瓷材料的脆性由陶瓷 别的程度大大超过金属 。 材料的结构特点所决定的 ,在陶瓷材料中以共价键和 　　3) 气孔和材料密度对陶瓷断裂强度有很大影响 。 离子键为主 ,这两类化学键都具有较强的方向性和较 　　影响陶瓷材料强度的因素有微观结构 、内部缺陷 高的结合强度 ,这就使得陶瓷晶体内缺少 5 个独立的 的形状和大小 、试样本身的尺寸和形状 、应变速率 、环 滑移系[2 ] ,在受力作用下难以发生显著的位错运动引 境因素 、受力状态和应力状态等 。下面主要介绍显微 起塑性变形以松弛应力 ;在显微结构方面其脆性根源 结构和温度的影响 。 在于存在裂纹 ,且易于导致高度的裂纹集中。虽然陶 1. 1 　显微结构的影响 　　在大量试验的基础上 ,总结出陶瓷材料强度 σ与 瓷的脆性是由物质结构本质决定的 ,但是根据陶瓷材 f 料的裂纹扩展行为及其断裂机理认为 ,借助于对裂纹 晶粒直径 d 之间的半经验关系 : - α σ = Kd 扩展条件的控制 ,可在一定程度上提高陶瓷