微粉及燒成溫度對復(fù)相陶瓷結(jié)構(gòu)的影響
對剛玉-莫來石材料而言，由于剛玉的熱膨脹系數(shù)α為7.8×10-6K-1，莫來石的α為5.3×10-6K-1，以及顆粒與基質(zhì)之間存在α、彈性模量E不匹配等問題，會對界面結(jié)合狀態(tài)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致復(fù)相材料產(chǎn)品內(nèi)部形成局部不均勻而產(chǎn)生微裂紋.圖1和2分別為3#(抗折強度損失百分率=53.2%，)和9#(抗折強度損失百分率=26.9%，低)樣品的顯微結(jié)構(gòu)照片.圖1和2分別為3#(抗折強度損失百分率=53.2%，高)和9#(抗折強度損失百分率=26.9%，低)樣品的顯微結(jié)構(gòu)照片.從圖中可以看出，樣品的板狀剛玉顆粒和電熔莫來石顆粒不僅內(nèi)部有微裂紋，而且在骨料和基質(zhì)之間也有緩沖區(qū)的作用，可以吸收一定的熱應(yīng)力，緩解裂紋榮盛耐材應(yīng)力集中的狀態(tài).一般而言，基質(zhì)中產(chǎn)生的熱震裂紋將在環(huán)形裂紋處停止，裂紋以準(zhǔn)靜態(tài)擴展，可以提高產(chǎn)品對災(zāi)難性裂紋擴展的抵抗力，使已形成的裂紋在顆粒表面停止擴展或延長裂紋沿顆粒表面擴展的路徑，微裂紋使材料不會導(dǎo)致裂紋的動態(tài)擴展，而且裂紋的動態(tài)擴展，而且裂紋可以提高產(chǎn)生。它起到了防止裂紋擴展的作用，從而提高材料的抗熱震性能。此外，這些微裂紋可以在一定程度上抵抗材料的斷裂，因為它們不僅可以吸收彈性應(yīng)變能，降低驅(qū)動主裂紋擴展的能量，還可以降低材料的彈性模量。因此，在可容忍的情況下，通過引入尺寸合適、數(shù)量足夠的微裂紋，可以準(zhǔn)靜態(tài)擴展裂紋，提高材料對災(zāi)難性裂紋擴展的抵抗力。
莫來石為斜方結(jié)構(gòu)，具有熱膨脹系數(shù)小的榮盛耐材點。剛玉熱膨脹系數(shù)高，但高溫性能優(yōu)異?；|(zhì)中鋁微粉和硅微粉形成莫來石相，增加了復(fù)相陶瓷中莫來石相的比例，降低了剛玉莫來石的熱膨脹系數(shù)α，有利于控制微裂紋的形狀和尺寸，從而提高材料的熱震性能。
2.2.2氣孔和殘留α-Al2O3的影響
降低熱膨脹性、彈性模量和導(dǎo)熱率是提高材料熱震穩(wěn)定性有效的方法。剛玉-莫來石材料不僅利用微裂紋和熱膨脹系數(shù)來提高材料的抗熱震穩(wěn)定性，還利用氣孔來提高材料的抗熱震性能。氣孔的數(shù)量、大小和分布與材料的成分及其分布直接相關(guān)，可以影響材料的彈性模量和導(dǎo)熱率，影響抗熱震穩(wěn)定性?？傊@微結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系也體現(xiàn)在彈性模量和導(dǎo)熱系數(shù)上。彈性模量受材料相組成和分布的影響。材料越純，彈性模量越大，玻璃相越多，彈性模量越小。當(dāng)氣孔率小于30%時，氣孔率的增加會降低彈性模量，提高材料的抗熱震性。當(dāng)導(dǎo)熱率較高時，材料具有良好的抗熱震性。主要原因是材料在一定的溫差條件下可以快速達(dá)到溫度均勻分布的狀態(tài)。材料中所含的氣孔對材料的導(dǎo)熱性有一定的影響。溫度在一定限度內(nèi)，氣孔是導(dǎo)熱的障礙。隨著溫度的升高，對流和輻射形式的導(dǎo)熱增加，均勻分布的微細(xì)氣孔可以相應(yīng)減弱對流和輻射形式的導(dǎo)熱影響，較大氣孔的材料可以獲得較大的導(dǎo)熱性能。
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