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文檔簡介

1、 第四節(jié) 陶瓷材料的變形 Ceramics Deformation 一,陶瓷材料的彈性變形 材料在靜拉伸載荷下,一般都要經(jīng)過彈性變形,塑性變形及斷 裂三個(gè)階段.然而陶瓷材料在室溫靜拉伸(或靜彎曲載荷 下,不出現(xiàn)塑性變形階段,即彈性變形階段結(jié)束后,立即發(fā) 生脆性斷裂.描述彈性變形階段材料力學(xué)行為的重要性能指 標(biāo)為曲線中直線部分的斜率,即彈性模量E. 與金屬材料相比,陶瓷材料的彈性模量有如下特點(diǎn): 陶瓷材料的彈性模量比金屬大得多,常相差數(shù)倍,這是因?yàn)樘沾?材料具有強(qiáng)固的離子鍵和共價(jià)鍵的緣故.表5-2是部分陶瓷材料與 金屬材料的彈性模量的比較. 與金屬材料不同,陶瓷材料的彈性模量,不僅與結(jié)合鍵有關(guān),

2、而 且還與構(gòu)成陶瓷材料的種類,分布比例及氣孔率有關(guān).金屬材料 的彈性模量是一個(gè)極為穩(wěn)定的力學(xué)性能指標(biāo),合金化,熱處理, 冷熱加工等均難以改變其數(shù)值.但是陶瓷的工藝過程卻對陶瓷材 料的彈性模量有著重大影響. 例如氣孔率P較小時(shí),彈性模量隨氣孔率的增加而線性降低, 可用下面的經(jīng)驗(yàn)公式表示: E/E0=1-KP 式中E0是無氣孔時(shí)的彈性模量,K為常數(shù). 陶瓷材料壓縮狀態(tài)的彈性模量(E壓一般大于拉伸狀態(tài)的彈性 模量.一般說來,在彈性范圍內(nèi),金屬的曲線,無論是拉 還是壓,其彈性模量相等,即拉伸與壓縮兩部分的曲線為 一條直線.而陶瓷材料壓縮時(shí)的彈性模量一般大于拉伸時(shí)的彈性 模量,這與陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和不均勻性有關(guān). 二,陶瓷材料的塑性變形 由于陶瓷材料脆性大,在常溫下基本不出現(xiàn)或極少出現(xiàn)塑性變 形.金屬材料容易滑移而產(chǎn)生塑性變形,原因是金屬鍵沒有方向 性.而陶瓷材料的結(jié)合鍵是共價(jià)鍵和離子鍵,具有明顯的方向性, 造成陶瓷材料滑移系很少,因而其塑性極差. 如上所述,陶瓷材料在室溫下一般不發(fā)生或很少發(fā)生塑性變 形而脆性斷裂,但是隨著溫度的升高和時(shí)間的延長

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