氧化铝基陶瓷材料断裂韧性的测量与评价-天津大学研究生e-Learning平台.PDF

第 #卷第 0期 硬 质 合 金 $$%年 !月 !#$%$0 ’(’%)’*+,-.*’ !#$$$% !!!! ! 分析检 测 ! !!!! 氧 化 铝 基 陶 瓷 材 料 断 裂 韧 性 的 测 量 与 评 价 ! 李大梅 尤 显卿 许 育东 刘 宁 石 敏 !合肥工业大 学材料科 学与工程学 院合肥 #$$$%# 摘 要 用压痕法和单边切 口梁法测量 了氧化铝基 陶瓷材料 的断裂韧性 !对这两种方法 所测得 的结果进 行 了分析对 比!确 定 了最适用 的压痕法计算公式 研 究发现 !原料粉末 的 起始 粒度对用压痕法计算材料 的最优 公式选择并无影 响 !但对材料 的断裂 韧性及抗 ’( 弯强 度有不 同程度 的影 响 !亚微米第二相增强 微米基体 的材料综 合力学性 能最佳 #)*+ 的加入使 ,-.!)*(基体材料 的断裂韧性有所增加 #在较 小 的压痕载荷 下计算 出的材料 # 的断裂韧 性值更接近 实 际 #在用不 同的 公式计算 同一材料 的断裂韧 性值 时 !断裂韧性值 与压痕载荷之 间有相似 的关系 曲线 关键词 断裂韧性 压痕法 单边切 口梁法 氧化铝基 陶瓷 绝 大部分工程 陶瓷材料 断裂方 式为脆性 断裂 !7;3高跨 比 9:;!:0的条件 下 !由边 界配位 法得到 其 断裂 行为较好地 符合 线弹性力 学所 要求 的裂 纹尖 的 近似表达 式为 ’’( 端平面应变 条件 预测 结构材料 的力 学性 能所 必 需 ;=:79(?@:AB?!C’(#: 的一个 重要参数 是断裂 韧 性断裂韧 性 是描述 式 中!=为试样 所承 受的外加 载荷 !为三 点弯 ’( 材料瞬 间断裂时的裂纹尖端 临界应力 强度 !即瞬 间 曲跨距 !为切 口深度 !为试样 的几何形状因 @?@:AC 断裂裂 纹扩 展 阻力 !是 ’型裂 纹系 统所能承受 的外 子 !由下式 给出 ’102 !:#:4:G:%: 加应力场强度 的极 限值 !在 数值上等于 ’型裂 纹所 ?@:AC;D%?@:ACE0D8?@:ACF!D/?@:ACE#GD8?@:ACF#/DG?@:AC 在平面 上材料的连 结单元间 的连接力在裂 纹尖 端 处 压 痕法 %’H法 是在 I*JKLMN硬度 测 定 的 同时 ! 引起的应力场强度的负值 !即材料的本征韧性 )1!!02由压痕及 其 四角产 生 的裂 纹长度 $6及维 氏硬度 O 1!302 12 ! 值 求得 的方法 目前 压 痕 断裂 已经被确立为 陶瓷材料断裂韧 性的评定方法主要有 单边切 ’(