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《合肥工业大学》 2004年
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Al_2O_3-TiC复合陶瓷的热震和热疲劳行为

斯庭智  
【摘要】: 本论文的工作就是评价纯Al_2O_3和Al_2O_3-TiC复合陶瓷的热震和热疲劳性能。单次和5次重复热震(水淬试验)后经三点抗弯测试来观察材料抗弯强度的衰减情况。应用压痕-淬火法来评价材料热疲劳性能。首先,本课题通过Al_2O_3和TiC起始粉末粒径的控制,在第三和第五章具体讨论了其对复合陶瓷抗热震和抗热疲劳性能的影响。其次,第四章评价了TiC含量对Al_2O_3-TiC复合陶瓷抗热震性能的影响;而第六章评价了其对抗热疲劳性能的影响。纵观全文,可得如下结论: 1.TiC的添加能显著地改善氧化铝陶瓷的力学和抗热震能力。单相和复合陶瓷的热震行为都符合Hasselman的经典模型。 2.通过起始粉末的控制细化晶粒能进一步改善复合陶瓷的力学、抗热震和热疲劳性能。但是,陶瓷材料的致密化对其力学、抗热震和热疲劳性能有至关重要的影响。对于含30wt.%TiC的氧化铝复合陶瓷来说,其抗热震和热疲劳性能如下:μm/亚μm>μm/μm>亚μm/亚μm。μm/亚μm复合的氧化铝陶瓷的△Tc(热震临界温差)为300℃,比单相的高100℃。 3.TiC添加量对Al_2O_3-TiC复合陶瓷的力学、热震和热疲劳性能的改善不明显。其主要原因是烧结陶瓷没有完全致密,非致密化掩盖了TiC含量对着性能的影响。含30wt.%TiC的复合陶瓷的△Tc最高为250℃,并且,其残留抗弯强度也较高。这主要是由于其原始强度较高引起的。含20wt.%TiC的复合陶瓷具有高的K_(1c)和较多的孔隙,这些空隙在热震疲劳时降低热震疲劳裂纹尖端的应力集中并阻碍裂纹扩展从而提高了材料的断裂抗力,故其具有最好的抗热疲劳性能。 4.所有材料的热震裂纹增加值(△a)和热震温差(△T)曲线包含稳定和非稳定两个区域。热震疲劳是由“真”循环疲劳引起的。△a是一对△T和N(循环次数)敏感的函数。 5.复合陶瓷的热震裂纹扩展路径为“之”字形,而单相Al_2O_3陶瓷的热震裂纹扩展路径比较平直。在热震循环裂纹扩展中,裂纹偏转、桥联和钉扎是复合陶瓷热震疲劳抗力得到改善的主要原因。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TB332

【引证文献】
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【参考文献】
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