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陶瓷材料斷裂力學.pdf

陶瓷材料斷裂力學.pdf
內容要點:
Marshall D B, Cox B N , and Evans A G . 1985 . The mechanics of matrix cracking inbrittle-matrix fiber composites . Acta Metall ., 33, 2013MaCartney L N . 1987 . Mechanics of matrix cracking in brit tEvans A G and Faber K T . 1984 . Crack-growth resistance of microcracking brittlema terials . J . A m . Ceram . Soc ., 67, 255Faber K T and Evans A G . 1983a . Crack deflection process: I , theory . A者 們 對 當 代 斷 裂 力 學 理 論 體 系 的 一 個 最 重 要 的 貢 獻 。 還 必 須 指 出 , 這 一 貢獻 迄 今 為 止 尚 沒 有 達 到 最 大 值 , 因 為 在 復 雜 的 顯 微 結 構 和 多 變 的 相 分 布 狀態 面 前 ,我 們 還 有 很 多 的 選 擇 。 顯 然 , 這 些 選 擇 不 但 有 助 于 我 們 去 進 一 步 提高 陶 瓷 材 料 則 χ 值 大 約 為 0 .3~ 1。 延 展 性 較 差 的 橋 接 組 元 的 破 壞 大 多 起 因 于 頸 縮 處產 生 的 孔 洞 ,這 種 情 況 下 χ 值 相 應 較 小 。 隨 著 界 面 剝 落 程 度 的 加 劇 ,χ 值 增大 ,在 d/ R 較 大 的 情 況 下 甚 至 可 能 達 到 χ = 8。6 .7 結 束 語自 從 20 世 紀 初 陶 瓷 材 料 進 入 定 量 研 究 目 前 還 很 不 成 熟 。6 .6 .3 延 性 相 對 陶 瓷 基 體 的 增 韌 作 用在 陶 瓷 基 體 中 適 當 地 加 入 一 些 延 性 的 增 強 體 (如 金 屬 顆 粒 等 ) 也 可 以有 效 地 改 善 基 體 的 脆 性 。 延 性 相 可 能 的 增 韌 作 用 主 要 有 三 個 方 面 : 裂 紋 尖端 前 緣 延 性 相 的 塑 性 形 變 力 ,而 且 橋 接 組 元 的 拔 出 也 是 比 較 常 見 的 現 象 。 非 立 方 單 組 分 陶 瓷 中 的 裂紋 橋 接 現 象 已 經 由 Bennison 和 Lawn 進 行 了 較 為 詳 盡 的 斷 裂 力 學 分 析( Bennison 和 Lawn,1989) 。 理 論 分 析 得 到 的 結 果 與 我 們 在 前 面 對 晶 須 ( 纖維 )增 韌 復 合 材 料一 層 高 熱 膨 脹 系 數 和 低 彈 性 模 量 的 涂 層 之 后 ,晶 須 / 基 體 界 面 間 由 于 熱 膨 脹失 配 導 致 的 殘 余 應 力 將 顯 著 降 低 。 在 前 面 的 討 論 中 , 我 們 曾 經 引 用 過 一 個數 據 : SiCw/ Al2 O3 界 面 處 的 殘 余 應 力 σ r ≈ 1 GPa。 這 個 數 據 就 是 在 對 SiCw進 行 了趨 勢 ;由 于 鈉 鈣 玻 璃 、 莫 來 石 、 Al2 O3 的 彈 性 模 量 分 別 為 80 GPa、 210 G Pa 和500 G Pa , 故 圖 6. 28 中 在 Vw 相 同 的 條 件 下 ,不 同 材 料 的 韌 性 提 高 幅 度 顯 然是 與 材 料 的 彈 性 模 量 Ec 有 關 的 。在 圖 6. 28 中 沒 能 反 映 出 來 的 另 一 個 規 律 是

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