多孔、低密、低強(qiáng)熱功能材料顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1)提高無機(jī)功能材料抗熱震性的途徑,可遵循如下原則:對(duì)
于要求高抗熱震斷裂能力的無機(jī)功能材料(大多數(shù)為致密高強(qiáng)的
復(fù)合功能材料,如高溫結(jié)構(gòu)件和在惡劣熱環(huán)境下工作的防熱部件
材料等),通過成分選擇、顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和表面處理,使得無機(jī)功能
材料保持盡可能低的熱膨脹系數(shù)、彈性模量和盡可能高的強(qiáng)度、斷
裂韌性及導(dǎo)熱系數(shù);對(duì)于要求抗熱震損傷性能為關(guān)鍵指標(biāo)的無機(jī)
功能材料(主要是多孔、低密、低強(qiáng)熱功能材料,如隔熱保溫材料),
通過成分選擇和顯微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得無機(jī)功能材料具有較高的彈
性模量、斷裂能,以及低的強(qiáng)度、低的熱膨脹系數(shù),并充分利用氣孔
對(duì)裂紋尖端應(yīng)力鈍化和眾多微裂紋誘導(dǎo)主裂紋靜態(tài)擴(kuò)展的特性,
適度引入氣孔或采用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砉に囈胛⒘鸭y,避免材料
出現(xiàn)災(zāi)難性的動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展。
(2)陶瓷坯體燒成時(shí),最大熱應(yīng)力的大小與溫度場(chǎng)、熱膨脹收
縮率、彈性模量等參數(shù)有直接關(guān)系,熱膨脹收縮率的影響較大;溫
差最大的位置,其熱應(yīng)力并不大,最大壓縮熱應(yīng)力出現(xiàn)在846K左
右,與熱膨脹率最大的位置相對(duì)應(yīng);最大熱張應(yīng)力在973~1073K
出現(xiàn),與熱收縮率最大的位置相當(dāng)。
(3)陶瓷坯體最大無因次熱載荷與最大當(dāng)量熱變形之間的曲
線形態(tài)有著極為相關(guān)的關(guān)系,可用坯體最大當(dāng)量熱變形來近似推
測(cè)最大無因次熱載荷的變化情況,這對(duì)于快速估計(jì)陶瓷坯體的燒
成條件好壞具有實(shí)用意義。