【2017年整理】如何克服陶瓷材料的脆性.docVIP

如何克服陶瓷材料的脆性 061110425 邹鑫书 发动机的效率一般用推重比来衡量，提高推重比的一个方案是减轻重量，可选用比强度、比刚度均大的材料，目前只有陶瓷材料具有着两方面的潜力，但是陶瓷材料又有一个致命弱点，就是脆性大，及意味着陶瓷不能承受机械冲击性能，如果能够克服这个弱点，再加上它原有的耐高温、耐腐蚀、耐磨、高强度等非常有价值的性能，那么陶瓷材料的前途将不可限量，甚至远超现代的优质合金。 　　近年来，在对传统陶瓷进行研究后发现，它之所以脆弱，主要有两个原因：第一，由于陶器的烧成温度比较低，通常为800℃～1000℃，因此气孔率比较高。在陶器碎片的断面上，不难看见许多小孔洞，而且组成陶器的颗粒也比较粗大。瓷器的烧成温度虽然要比陶器高(通常为1200℃～1400℃)，组成的结构也比陶器细密多了，用肉眼可能看不出有什么细微的缺陷。但是，如果你通过显微镜观察，在瓷器碎片的断面上，就可以看到许多细微的伤痕、裂纹、气孔和夹杂物、晶体缺陷和表面伤痕，它们都可能成为陶瓷裂纹的发源地。 第二，由于陶瓷属于脆性材料，一旦出现裂纹，它不像金属那样具有塑性变形能力，所以，只好“打破砂锅(纹)到底”了。至于在热冲击的条件下，由于陶瓷的导热性较差，热膨胀系数大，热应力由此增加，因此，裂纹的扩展速度会进一步加剧。在日常生活中，如果我们用砂锅炖煮食物，只能用文火慢慢加热，如果一开始就用猛火急烧，就会出现砂锅炸裂事故。即使是烧好以后，也不能用水急冷。（引用） 通过金属热处理和材料科学基础的课程学习，我们知道金属的性能与金属中化学成分、缺陷以及采用的热处理工艺有很大的关系，因此，我类比推理，觉得解决陶瓷的脆性问题也可以从这几方面入手。 首先从原材料方面，在氧化锆陶瓷的原料中添加少量的氧化钇、氧化镁、氧化钙等粉末，经高温烧制成氧化锆陶瓷后，其中的氧化锆便生成两种晶体：立方晶体和四方晶体。当陶瓷受到外力作用时，四方晶体便变成一种单斜晶体，体积迅速“膨胀”。由于晶体的体积急速增大，进而可阻止陶瓷中原先存在的细微裂纹的扩展。这样，陶瓷就不会破裂了。 其次，可在改善陶瓷的表面状态方面下功夫。一般来说，陶瓷的断裂大都从表面的缺陷开始，因此，改善陶瓷的表面状态就犹如为防止陶瓷的破损设下了第一道屏障。具体方法为：通过化学和机械抛光技术消除陶瓷的表面缺陷；对氮化硅、碳化硅等非氧化物，只要通过控制表面氧化技术，便可消除表面缺陷或使裂纹尖端变钝；通过热处理也可达到表面强化或增韧的目的。 最后，我觉得如果可以采用合适的热处理工艺，消除陶瓷基体中的玻璃相和气孔的话，应该可以在很大程度上提高陶瓷的塑韧性，如模仿金属中的时效析出强化，使氧化锆形成稳定的晶体结构；还有可以控制烧结过程中加入的添加剂，使用合适的方法，使在成品中减少这些添加剂的遗留产物。 以上就是我对于改善陶瓷韧性的看法，但是可能实施起来还有很多问题要解决。  报告名称 2014-2018年高端品牌运动鞋市场专项调查及投资价值预测分析报告（必威体育精装版版） 关 键 词 高端品牌运动鞋,高端品牌运动鞋市场调查,高端品牌运动鞋投资 报告价格 印刷版：7000元????????电子版：7500元???????印刷＋电子：7800元　 咨询电话 010010据较旧报告免费更新至必威体育精装版数据 在线咨询 QQ1348118853????QQ1242258446 【报告目录】 第一章 2013年国际高端品pai运动鞋市场运行环境条件预测第一节2013年国际高端品pai运动鞋运行总况一、国际高端品pai运动鞋进展阶段预测二、国际高端品pai运动鞋竞争力预测二、国际市场需求未来第二节2013年国际高端品pai运动鞋市场霸头预测一、技能垄断二、设计理念先进三、品pai知名度高四、公司综合竞争力强第三节2013年国际高端品pai运动鞋市场进入壁垒预测一、垄断霸头打压二、反倾销调查三、专利壁垒四、绿色壁垒第二章2013年国际高端品pai运动鞋市场进展现状透析第一节 高端品pai运动鞋行业的定位一、设计理念?二、制作工艺三、高科技应用程度四、品pai感召力第二节2013年国际高端品pai运动鞋市场现状及基本特征?一、世界高端品pai运动鞋市场现状二、世界高端品pai运动鞋市场基本特征?第三节2013年高端品pai运动鞋主要国家和区域进展概要?一、设计区域二、生产区域三、消费区域第三章2013年国内高端品pai运动鞋市场运行环境条件解析第一节2013年国内经济环境条件进展预测一、国内国民经济持续进展进展二、城市化水平和人民生活水平不段提高三、中国原材料价格上涨，成本增加第二节2