陶瓷的抗熱震性如何提高

　　陶瓷材料的抗熱震性是其力學(xué)性能和熱學(xué)性能的綜合表現(xiàn)，與材料本身的物理性質(zhì)有關(guān)，一些熱學(xué)和力學(xué)參數(shù)是影響陶瓷抗熱震性的主要參數(shù)。因此，提高陶瓷抗熱震性應(yīng)從改善工藝和物理參數(shù)等方面入手。

　　改善工藝

　　材料中含有少量微裂紋時(shí)，微小裂紋破裂有明顯的動(dòng)力擴(kuò)展，從而造成嚴(yán)重破壞。從工藝的角度出發(fā)，通過調(diào)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(shí)存在單斜、四方和立方三種晶型，且熱膨脹系數(shù)不同，在升溫和降溫過程中，發(fā)生相變時(shí)伴隨的體積變化容易導(dǎo)致材料破裂。利用這一特點(diǎn)，通過對(duì)相組成及其變化調(diào)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(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-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(qiáng)度和斷裂韌性可提高到600MPa和10MPa·m1/2，同時(shí)影響Fe-Al/氧化鋁復(fù)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(xué)性能，能夠起到改善氧化鋁陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和提高力學(xué)性能的作用。引入稀土氧化物被認(rèn)為是改善氧化鋁陶瓷性能的一個(gè)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(zhǎng)，細(xì)化晶粒，提高力學(xué)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(jié)構(gòu)，加速燒結(jié)，有利于致密化并保持較好的力學(xué)性能。

　　引入低熱膨脹系數(shù)組元

　　在氧化物陶瓷材料中，添加提高熱導(dǎo)率、降低熱膨脹系數(shù)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(shù)的復(fù)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(fù)合材料

　　通過對(duì)氧化物-非氧化物復(fù)合材料的高溫性能的研究發(fā)現(xiàn)，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(dǎo)性較高，本身的抗熱震性能較好。同時(shí)，對(duì)于非氧化物基的材料而言，引入適當(dāng)?shù)难趸锟梢员３址茄趸镌袃?yōu)良的抗熱震性。

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