分析工業(yè)陶瓷的抗熱震性能研究新發(fā)現(xiàn)（圖）

工業(yè)陶瓷基本上都是耐高溫陶瓷，例如氧化鋯陶瓷氧化鋁陶瓷等，它們都可以耐超高的溫度，這都?xì)w功于它的抗熱震性能，下面科眾陶瓷廠給大家簡(jiǎn)單分析一下。

陶瓷材料中熱應(yīng)力大小取決于材料的力學(xué)性能和熱學(xué)性能，并且還受構(gòu)件幾何形狀和環(huán)境介質(zhì)等因素的影響。所以，作為陶瓷材料抵抗溫度變化能力大小標(biāo)志的抗熱震性（ thermal shook resistance），也必將是其力學(xué)性能和熱學(xué)性能對(duì)應(yīng)于各種受熱條件的綜合表現(xiàn)。陶瓷材料抗熱震能力的研究始于20世紀(jì)50年代，迄今為止已經(jīng)提出了多種抗熱震性的評(píng)價(jià)理論，但都不同程度地存在著局限性和片面性。

氧化鋯陶瓷片打孔

陶瓷材料的熱震破壞分為熱沖擊作用下的瞬時(shí)斷裂和熱沖擊循環(huán)作用下的開(kāi)裂、剝落，以致整體損壞的熱層損傷兩大類。據(jù)此，脆性陶瓷材料抗熱震性的評(píng)價(jià)理論也相應(yīng)分為兩種觀點(diǎn)。

一種是基于熱彈性理論。它是指材料固有強(qiáng)度不足以抵抗熱震溫差引起的熱應(yīng)力時(shí)就導(dǎo)致材料“熱震斷裂”。根據(jù)這一理論，陶瓷材料如同時(shí)具有高的強(qiáng)度、熱導(dǎo)率和低的熱膨脹系數(shù)、楊氏彈性模量、泊松比、熱輻射系數(shù)及黏度，才能具有高的抗熱震斷裂的能力。此外，適度降低材料密度和熱容也有利于改善陶瓷材料的抗熱震性能。

另種是基于斷裂力學(xué)的概念。即材料中的熱彈性應(yīng)變能足以支付裂紋成核和擴(kuò)展而新生表面所需的能量時(shí)，裂紋就形成和擴(kuò)展，從而導(dǎo)致材料熱震損傷。根據(jù)這一理論，抗熱震損傷性能好的材料應(yīng)該具有盡可能高的彈性模量和盡可能低的強(qiáng)度。

氧化鋁陶瓷棒

不難看出，這些要求與高抗熱震斷裂能力的要求截然相反。此外，增大陶瓷材料的斷裂能改善材料的斷裂韌性顯然對(duì)提高其抗熱震損傷能力是有益的。此外，適量微裂紋存在也將有助于改善抗熱震損傷性能，例如氣孔率為10％～20％的非致密陶瓷中，熱擴(kuò)展裂紋形核往往受到氣孔的抑制，氣孔的存在起著鈍化裂紋、減小應(yīng)力集中的作用。

相反，致密高強(qiáng)的陶瓷在熱震作用下則易于炸裂。氧化鋯陶瓷材料具有突出的常溫力學(xué)性能，它熔點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定好，因而它又常常在高溫條件下使用，它的抗熱震性能是衡量其性能的重要指標(biāo)。氧化具有一些特殊的性質(zhì)，如可以單斜、四方和立方三種晶型同時(shí)存在以及它的特殊相變特性，半導(dǎo)體陶瓷廠家可以利用這些特性來(lái)優(yōu)化它的熱膨脹行為，提高其抗熱震性能材料的各種熱學(xué)性能（如熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等）、力學(xué)性能（如強(qiáng)度、彈性模量、斷裂韌性和斷裂能等）對(duì)陶瓷材料的抗熱震性能都有影響，現(xiàn)在多數(shù)研究人員研究它的熱膨脹性和相變特性來(lái)提高其抗熱震性能。