您好,欢迎访问【郑州市永晟新材料科技有限责任公司】官方网站!

免费咨询热线:

185-380-57333
当前位置:首页 >> 行业新闻 >> 行业资讯

陶瓷的断裂形式有哪些?

时间:2025-01-24

  陶瓷的断裂形式有哪些?陶瓷作为一种很“耐揍”的工程材料,结构陶瓷由于具有很高的强度和硬度,好的耐热性,低的热传导性与热膨胀性以及很高的耐磨性、抗氧化能力,常常被用于制造发动机中的耐热件,化工设备中的耐腐蚀件及密封件,切削刀具的刀片材料以及航天飞机的外壳陶瓷材料等。

  不过陶瓷材料都是由离子键或共价键组成的多晶体结构材料,键强高、键能大,内部缺乏能促使材料变形的滑移系统,难以发生弹性形变和塑性形变,再加上制备过程中陶瓷材料表面和内部不可避免的存在缺陷,一旦受到外加载荷,它们都有可能构成裂纹源,应力就会在这些裂纹的尖端集中,从而裂纹失稳扩展导致脆性断裂。

陶瓷棒.jpg

  因此在几乎所有工程应用中,断裂韧性都是需要考虑的重要材料属性,这样才能使系统或部件在设计上能够承受其使用寿命内的预期冲击。

  陶瓷的断裂形式

  裂纹的产生原因主要很大程度上取决于材料本身,尤其是其微观结构。出现在陶瓷试样上的裂纹在二维空间上有:沿晶断裂、穿晶断裂,在三维空间上有韧窝断裂。

  ①穿晶断裂

  穿晶断裂是裂纹在晶粒的内部进行扩展。穿晶断裂一般是韧性断裂,当其内部积累了大量的位错时晶粒本身的强度下降,进而导致裂纹在晶粒的内部产生。

图片

  ②沿晶断裂

  沿晶断裂发生时,其裂纹扩展的路径是沿着晶界的方向,这主要是由于晶界处有大量的脆性相或者是硬度较高的杂质粒子,会在晶界处形成缺陷,使其强度下降从而形成裂纹,并沿着强度较低的方向进行扩展。如下图所示它是完全脆性的断裂。

eb728f496e7942941467a97fac754539.png

  ③韧窝断裂

  韧窝是金属塑性断裂断口显微形貌的显著特征,但在研究陶瓷的高温断口的微观形貌中也发现了相似的韧窝结构。它是按显微孔洞聚合机理,在其受到载荷的作用下发生断裂而形成的。当材料发生韧性断裂时先形成显微撕裂或显微孔洞,它们总是发生在连续变形受阻的地方,例如在受载物体的固溶体(基体)、晶界、亚晶界、位错堆积以及柱状晶界面等地方。当荷载继续增加时,显微孔洞长大,同时连接部分拉长,从而形成一个断裂表面。断口上的韧窝大小、数量等微观花样与形成速度和断裂发展速度有关。通过韧窝深度及其表观特征,可以估计在发生断裂时,微观组织局部的塑性变形程度。若形成蜂窝状的细小韧窝,则说明微观塑性变形量不大。相反,侧壁有折皱纹理的深韧窝,表明塑性变形起重要作用。

fc7a950c94f2414f931e2d7f426ea1dd.png

copyright ©2017-2024 郑州永晟 豫ICP备2024077252号 XML地图 网站模板
网站首页 电话咨询 返回顶部