陶瓷的抗熱震性如何提高

　　陶瓷材料的抗熱震性是其力學性能和熱學性能的綜合表現，與材料本身的物理性質有關，一些熱學和力學參數是影響陶瓷抗熱震性的主要參數。因此，提高陶瓷抗熱震性應從改善工藝和物理參數等方面入手。

　　改善工藝

　　材料中含有少量微裂紋時，微小裂紋破裂有明顯的動力擴展，從而造成嚴重破壞。從工藝的角度出發，通過調整材料的顆粒尺寸、人為引入裂紋等方法提高材料的抗熱震性，例如二氧化鋯微裂紋增韌陶瓷。

　　通過相變改善

　　氧化鋯同時存在單斜、四方和立方三種晶型，且熱膨脹系數不同，在升溫和降溫過程中，發生相變時伴隨的體積變化容易導致材料破裂。利用這一特點，通過對相組成及其變化調整和控制，可以提高氧化鋯陶瓷材料的抗熱震性能。

　　引入金屬化合物

　　經研究發現，Fe-Al基金屬間化合物的性能介于鋼與陶瓷之間，與氧化鋁具有較好的適配性。在氧化鋁基體中引入金屬間化合物Fe-Al相，其抗彎強度和斷裂韌性可提高到600MPa和10MPa·m1/2，同時影響Fe-Al/氧化鋁復合材料的抗熱震性。

　　引入稀土氧化物

　　稀土氧化物由于具有特殊的物理化學性能，能夠起到改善氧化鋁陶瓷顯微結構和提高力學性能的作用。引入稀土氧化物被認為是改善氧化鋁陶瓷性能的一個有效途徑，如引入稀土氧化物三氧化二釔、氧化鑭、氧化釤等可以抑制氧化鋁晶粒生長，細化晶粒，提高力學性能;引入適量的三氧化二釔、氧化鈰、氧化鑭等可以改善氧化鋁陶瓷的顯微結構，加速燒結，有利于致密化并保持較好的力學性能。

　　引入低熱膨脹系數組元

　　在氧化物陶瓷材料中，添加提高熱導率、降低熱膨脹系數的組元有利于提高陶瓷的抗熱震性。例如，在氧化鋁陶瓷中添加堇青石、莫來石、鈦酸鋁、鋰輝石、鋰霞石等可獲得具有較低熱膨脹系數的復合材料，從而提高氧化鋁陶瓷的抗熱震性。

　　形成氧化物-非氧化物復合材料

　　通過對氧化物-非氧化物復合材料的高溫性能的研究發現，在氧化物中引入非氧化物，材料的抗熱震性能明顯提高，原因在于非氧化物的熱傳導性較高，本身的抗熱震性能較好。同時，對于非氧化物基的材料而言，引入適當的氧化物可以保持非氧化物原有優良的抗熱震性。

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