1.强度和硬度:
气孔率的增加会导致氧化铝陶瓷的强度和硬度降低。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。随着气孔率的增加,材料的断裂强度与气孔率的关系可以通过公式σ=σ0(1-ρ)^m或σ=σ0exp(-bρ)来描述,其中ρ表示气孔率,σ0、m、b为经验常数,这些常数与烧结程度有关。
2.抗弯强度:
烧结温度的提高会导致氧化铝陶瓷的气孔率减小,真实密度增大,从而提高抗弯强度。烧结温度对氧化铝陶瓷的体积密度、吸水率和气孔率有显著影响,温度越高,体积密度越大,吸水率和气孔率越小,抗弯强度和维氏硬度也越大。
3.弹性模量:
气孔率的增加可能会导致氧化铝陶瓷的弹性模量降低,因为气孔的存在会减小材料的弹性模量。
4.抗压强度:
多孔材料的抗压强度随烧结温度的升高呈先增大后减小的趋势,烧结温度为750℃时达到最大值。烧结温度过高时,玻璃相黏度较低,碳颗粒的氧化速率较高,导致气体释放速度大幅提高,气泡聚并破裂,形成通孔和大气孔,使得抗压强度降低。
5.晶粒尺寸和形貌:
烧结温度对氧化铝陶瓷晶粒的形貌有显著影响,不同的烧结温度下,试样中的氧化铝晶粒的形貌有所不同,这会影响材料的机械性能。
6.气孔的形状及分布:
除气孔率外,气孔的形状及分布也很重要。通常气孔多存在于晶界上,这是特别有害的,它往往成为裂纹源。
综上所述,气孔率对氧化铝陶瓷的机械性能有显著影响,包括强度、硬度、抗弯强度、弹性模量和抗压强度等。通过控制气孔率和优化烧结工艺,可以提高氧化铝陶瓷的机械性能。