氧化鋯陶瓷材料的抗熱震性能分析

材料具有的熱學(xué)性能以及力學(xué)性能決定了陶瓷材料當(dāng)中熱應(yīng)力的大小，另外構(gòu)件的幾何形狀以及環(huán)境的介質(zhì)等也會影響陶瓷材料的熱應(yīng)力的大小。因此，抗熱震性代表著陶瓷材料抵抗溫度變化能力的大小，也肯定是它熱學(xué)性能以及力學(xué)性能相對應(yīng)各種受熱條件時(shí)一個(gè)全面的反映。關(guān)于陶瓷材料在抗熱震能力方面的研究開始于上個(gè)世紀(jì)五十年代，到目前形成了很多關(guān)于抗震性的相關(guān)評價(jià)理論，不過都在一定程度上有著片面性和局限性。   

陶瓷材料的抗熱震性具體理論分析  

陶瓷材料熱震破壞包括：在熱沖擊的循環(huán)直接作用下發(fā)生的開裂和剝落；在熱沖擊的作用下瞬間的斷裂。基于此，有關(guān)脆性的陶瓷材料具體的抗熱震性相關(guān)的評價(jià)理論也涵蓋了兩個(gè)觀點(diǎn)。首先是基于熱彈性的理論。其說的是材料原本的強(qiáng)度無法抵抗熱震溫差導(dǎo)致的熱應(yīng)力的時(shí)候，就造成了材料的“熱震斷裂”。通過這個(gè)理論，陶瓷材料需要同時(shí)具備熱導(dǎo)率、高強(qiáng)度和低熱膨脹系數(shù)、泊松比、楊氏彈性模量、黏度以及熱輻射的系數(shù)，這樣方能夠具備較高的抗熱震斷裂能力。另外，想要提高陶瓷材料實(shí)際的抗熱震能力，還可以通過對材料的熱容以及密度進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕档汀?nbsp;  

另一理論基于斷裂力學(xué)的具體概念，也就是材料當(dāng)中熱彈性的應(yīng)變能完全能夠裂紋成核以及擴(kuò)展而新生的表面需要的能量的時(shí)候，裂紋形成并且開始擴(kuò)展，進(jìn)而造成了材料熱震的損傷。按照該理論，在抗熱震損傷性能方面比較好的材料應(yīng)當(dāng)符合越高越好的彈性模量以及越低越好的強(qiáng)度。以此能夠發(fā)現(xiàn)，以上要求和高抗熱震斷裂的能力具體的要求完全對立。另外，將陶瓷材料實(shí)際的斷裂能提高以及對材料的實(shí)際斷裂韌性進(jìn)行改善，很明顯有助于提高材料的抗熱震的損傷能力。另外，存在一定量的微裂紋也對提高抗熱震的損傷性能有很大的幫助，比如：在氣孔率是10%到20%之間的非致密的陶瓷當(dāng)中，熱擴(kuò)展裂紋的形成通常會遭受來自氣孔的抵制，存在的氣孔能夠幫助鈍化裂紋以及減小應(yīng)力的集中。
   
作為氧化鋯陶瓷材料，有著極為鮮明的常溫力學(xué)的性能，熔點(diǎn)比較高、在化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性上都比較好。所以，其的使用經(jīng)常處于高溫的條件之下，因而其抗熱震性的性能也是判斷其性能的關(guān)鍵指標(biāo)。氧化鋯的許多性質(zhì)都非常的特殊，比如：氧化鋯能夠以單料以及四方、立方這三種具體晶型共同存在，還有它特殊的相變特性，這么多特性都可以被我們所利用，用來提高其熱膨脹的行為，加強(qiáng)其的抗熱震方面的性能。