热导率:
气孔率对氧化铝陶瓷的热导率有明显影响。声子的传播决定了材料的热导率,而气孔、晶界和杂质等因素会阻碍声子的传播。实验表明,在相同温度下,气孔率越大,热导率越低。这是因为气孔率增加会导致声子传播的阻力增大,从而降低材料的热导性能。
机械性能:
气孔率的增加会导致氧化铝陶瓷的强度和弹性模量降低。这是因为气孔不仅减小了负荷面积,而且在气孔临近区域产生应力集中,减弱材料的负荷能力。气孔的存在,尤其是晶界上的气孔,往往成为裂纹源,影响材料的韧性和强度。
光学性能:
气孔率对氧化铝透明陶瓷的光学性能也有影响。气孔、晶界和第二相等散射点会导致散射损耗,影响材料的透光性能。降低气孔率有利于提高陶瓷Nd:YAG材料的透光性能,降低散射损耗。气孔率越低,越有助于减少样品材料的散射损耗,提高光学性能。
耐磨性能:
气孔率也影响氧化铝陶瓷的耐磨性能。高致密度、高硬度和高断裂韧性的氧化铝陶瓷具有更好的耐磨性,而这些性质与氧化铝陶瓷的显微结构(包括气孔率)密切相关。
隔热性能:
对于用作隔热材料的氧化铝陶瓷,其结构上的大特点就是多孔、低密度,这样的结构可以有效阻隔热传导和热辐射,起到隔热保温的作用。
综上所述,氧化铝陶瓷的气孔率对其热导率、机械性能、光学性能和耐磨性能都有重要影响,不同应用场景下对气孔率的控制要求也不尽相同。