具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击疲劳实验研究

对微孔洞体积分数分别为 5 %的密实材料和 30 %的微孔洞结构材料的两种氧化铝陶瓷材料 ,利用水冷却的实验法进行了热冲击的疲劳实验 .材料经金钢石砂轮切割 ,并抛光后 ,制成 35mm× 10mm× 2mm的试样 .为了使试样只在一个面上承受热冲击 ,以使其内部的热应力近似呈单向状态 ,试样的其它面皆用氧化锆板和高温粘合剂包封 .包封好的试样放入高温炉中 ,以 5℃·min-1的速率加热至 35 0℃ ,保温 30min后尽快抛入具有室温的水槽中 ,几分钟后取出 ,试样清洗后放入红色渗透液中 ,1h后取出 ,用清水冼净 ,此时裂纹图案清晰可见 .裂纹图案用扫描仪存入计算机中待分析 .同样的程序对试样进行多次实验 ,直至其破坏 .实验比较了不同微孔洞体积分数试样在相同的热冲击条件下 ,裂纹的扩展模式 .实验发现对于两种不同微结构的材料 ,裂纹起始模式没有明显的区别 ,都是多个几乎平行的裂纹从受热冲击的面上起始 ,然后沿与此面的法向相反的方向扩展 .随着热冲击次数的增加 ,在密实材料中 ,裂纹的长度逐渐增加 ,并在受到 12次热冲击后发生断裂破坏 ;而在微孔洞结构材料中 ,热冲击次数在 16次之前 ,裂纹的长度只有很小的增加 ,但裂纹有明显的分叉现象 ,当热冲击次数达到 2 0次时 ,裂纹的长度有明显增加 。

具有微孔洞结构陶瓷材料热冲击实验研究

对微孔洞体积含量分别为 5 % (密实材料 ) ,10 % ,2 0 %和 30 % (微孔洞结构材料 )的四种氧化铝陶瓷材料通过水冷却的实验法进行了热冲击实验。实验结果表明无论从裂纹的起始模式 ,还是裂纹扩展程度 。